مقایسۀ رفتار ترمودینامیکی اتان و اتیلن در چرخۀ مبرد آمیختۀ فرایند مایع‏سازی گاز طبیعی

Abstract

یکی از مهم‏ترین عوامل مؤثر بر انرژی مصرفی کمپرسورها در فرایند مایع ‏سازی گاز طبیعی، نوع اجزای مبرد آمیخته است. در پژوهش ‏های اخیر اجزای مختلفی استفاده شده‏ که اتان یا اتیلن در آن‏ها وجود داشته است. تاکنون بین عملکرد این دو جزء در مبرد آمیخته مقایسه ‏ای انجام نشده است. در این مقاله ابتدا خواص ترمودینامیکی اتان و اتیلن مقایسه شد. سپس برای بررسی عملکرد آن‏ها در مبرد آمیخته، فرایند PRICO به‌عنوان رایج‏ترین فرایند مایع ‏سازی مقیاس کوچک با سه نوع مبرد پنج‏ جزئی شامل اتان، شبیه‏ سازی و سپس با استفاده از ابزار الگوریتم ژنتیک در MATLAB 2019a بهینه ‏سازی شد. در ادامه تأثیر ترمودینامیکی جایگزینی اتیلن در این سه مبرد بر کار مصرفی کمپرسورها به‌عنوان تابع هدف بررسی شد. نتایج نشان داد که وجود اتان یا اتیلن در مبرد ضروری است و استفاده نکردن از آن‌ها در فرایند، کار مصرفی را به kW 35/3792 افزایش می‌دهد که از هر شش مورد مطالعه شدۀ دارای اتان یا اتیلن بیشتر است. هم‌چنین استفاده از اتیلن باعث کاهش کار مصرفی کمپرسورها و در مبردی با اجزای نیتروژن، متان، اتان، پروپان و ایزوبوتان، جایگزینی اتان با اتیلن باعث کاهش 28/11% در کار مصرفی فرایند می‏ شود.

Keywords

• مایع‏سازی گاز طبیعی
• مبرد آمیخته
• اتان
• اتیلن
• ظرفیت حرارتی ویژه
• گرمای نهان تبخیر