توصيفگر ها :
گوگردزدايي , الكتروشيميايي , ميعانات گازي , طراحي آزمايش
چكيده فارسي :
در اين پايان نامه به منظور گوگردزدايي از ميعانات گازي ترش، از فرآيند الكتروشيميايي و در پي آن استخراج استفاده شد. ميعانات گازي از مخازن پالايشگاه گاز ايلام كه شامل ppm3126 گوگرد است، تهيه شد. آزمايش ها حول محور دو مدل متفاوت صورت گرفت كه در هر دو مدل از يك الكترود مسي و يك الكترود از جنس فولاد ضد زنگ، استفاده شد. محلول الكتروليت در مدل اول سديم هيدروكسيد و در مدل دوم، اسيد سولفوريك است. براي ايجاد رسانايي الكتريكي درمحيط از آب و براي اختلاط موثر آب و ميعانات گازي و به تبع آن براي افزايش نرخ انتقال جرم، از همزن حرارتي و براي اعمال ولتاژ از منبع تغذيه جريان مستقيم استفاده شده است. در مرحله ي استخراج، با افزودن استونيتريل به محلول و هم زدن و سپس ساكن ماندن در دكانتور، گوگرد به همراه آب از ميعانات گازي جدا شده اند. در اين پژوهش، عوامل مختلف بر ميزان گوگردزدايي شامل دما، حجم آب، مقدار الكتروليت، ولتاژ اعمال شده و زمان، مورد بررسي قرار گرفته اند. با استفاده ازاين روش مي توان به درصد بالايي از گوگردزدايي رسيد. آزمايش هاي اوليه انجام شده ما را به يك محدوده ي مناسب هدايت نمود. جهت بررسي دقيق تر كاهش ميزان كل محتواي گوگرد ميعانات گازي ترش، طراحي آزمايش انجام شد. دو سري از آزمايش ها كه فرقشان در نوع محلول الكتروليت بود، با استفاده از نرم افزار Design Expert مدل سازي شده و مورد بررسي قرار گرفتند. علاوه بر اين بررسي، تاثير تركيب پارامترهاي فرايند بر روي پاسخ نيز انجام شد. نتايج پيش بيني شده توسط بهينه سازي نشان داد كه انجام آزمايش با خوراك حاوي ppm 3126 گوگرد در مدل اول با مقادير 9.1351 گرم سديم هيدروكسيد، 82.68 ميلي ليتر آب، 8.04 ولت ولتاژ اعمال شده و دماي 29.86 درجه سانتي گراد در زمان 8.89 دقيقه، مي توان به 87.36% گوگردزدايي و در مدل دوم با مقادير 5.14 ميلي ليتر از سولفوريك اسيد و 115.078 ميلي ليتر آب با ولتاژ 9.1 ولت در زمان 2.82 دقيقه به 89.20% گوگرد زدايي رسيد. همچنين مقدار توان مصرفي هر مدل مورد بررسي قرارگرفته و مقدار آن در حالت بهينه محاسبه شد. در مدل اول توان مصرفي در شرايط بهينه 2952.554 وات و در مدل دوم 5225.241 وات اندازه گيري شده است. در نهايت هم نتايج بهينه سازي دو مدل با هم مقايسه شده اند.
كلمات كليدي: گوگردزدايي، الكتروشيميايي، ميعانات گازي، طراحي آزمايش
چكيده انگليسي :
In this thesis, in order to desulfurize sour gas condensate, an electrochemical process was used followed by extraction. The tests were conducted around two different models, in both models a copper electrode and a stainless-steel electrode were used. Gas condensate was prepared from the tanks of Ilam Gas Refinery, which contains 3126 ppm of sulfur. The electrolyte solution in the first model is sodium hydroxide and in the second model, sulfuric acid. In order to create electrical conductivity in the water environment and for effective mixing of water and gas condensate and consequently to increase the mass transfer rate, a thermal stirrer has been used and a direct current power source has been used to apply voltage. In the extraction stage, by adding acetonitrile to the solution and stirring and then remaining still in the decanter, sulfur and water are separated from the gas condensate. In this research, various factors on the amount of desulfurization including temperature, water volume, amount of electrolyte, applied voltage and time have been investigated. By using this method, unlike the method used in the industry, hydrogen desulfurization does not have an exorbitant operating cost, a high percentage of desulfurization can be achieved. The preliminary tests conducted led us to a suitable range. In order to more accurately investigate the reduction of the total sulfur content of sour gas condensate, the design of the experiment was carried out. Two series of experiments, which differed in the type of electrolyte solution, were modeled and analyzed using Design Expert software. In addition to this investigation, the effect of the combination of process parameters on the response was also done. The results predicted by the optimization showed that the experiment in the first model with the amounts of 9.1351 grams of sodium hydroxide, 82.68 ml of water, 8.04 volts of applied voltage and a temperature of 29.86 degrees Celsius in 8.89 minutes, can achieve 87.36% desulfurization and in the second model, with 5.14 ml of sulfuric acid and 115.078 ml of water with a voltage of 9.1 volts, it reached 89.20% desulfurization in 2.82 minutes. Also, the power consumption of each model was examined and its value was calculated in the optimal state. In the first model, the power consumption in optimal conditions is 2952.554 watts and in the second model it is 5225.241 watts. Finally, the optimization results of two models have been compared.
Keywords: desulfurization, electrochemical, gas condensate, experimental design
