وثيقة
Multi-objective optimization of gas sweetening unit : real case study from Omani oil & gas field.
الناشر
Sultan Qaboos University.
ميلادي
2020
اللغة
الأنجليزية
الملخص الإنجليزي
Natural gas is one of the most important sources of energy and power production in the
world and normally it requires to be treated and conditioned. One of the treatment units
is called gas sweetening unit which aimed to remove the acid gases associated with the
natural gas.
Multi-Objective optimization for two gas sweetening units from local Omani industry is
conducted using non-dominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) optimization
technique. Unit-1 is using a blend of methyl di-ethanol amine and Piperazine solvent
since carbon dioxide is the main acid gas contributor in the feed sour gas along with low
concentration of hydrogen sulfide whereas Unit-2 use methyl di-ethanol amine only
solvent in order to reduce the hydrogen sulfide and carbon dioxide to allowed possible
restrictions. The problem formulated to have different design variables like feed gas
pressure, feed gas temperature, feed molar flow, MDEA & Piperazine concentrations,
regeneration pressure & temperature and lean amine temperature. Constrains forced on
maximum allowable limit of carbon dioxide concentration and hydrogen sulfide
concentration in sweet gas stream which are 2 mole% and 4 ppm respectively. The
study is optimized from different perspective like process, economic, environmental,
safety and thermodynamic point of views by developing different cases of two
conflicted objective functions as well as for three objective functions. The objective
function involve in this study are carbon dioxide removal, hydrogen sulfide removal,
hydrocarbon recovery, return on investment (ROI), payback period (PBP), global
worming potential (GWP), damage index (DI) and thermodynamic efficiency. The
simultaneous effect of changing the design variables on the objective functions are
plotted to analyze the sweetening units. These results obtained from this study are
considered as the best design variables that will lead to improve the performance of the
absorption and regenerations units for these two units.
المجموعة
URL المصدر
الملخص العربي
الغاز الطبيعي أحد أهم مصادر إنتاج الطاقة في العالم وعادةً ما يتطلب معالجته وتكييفه. تسمى إحدى وحدات المعالجة المستخدمة، وحدة تحلية الغاز التي تهدف إلى إزالة الغازات الحمضية الموجودة عادةً بالغاز الطبيعي.
تهدف هذه الدراسة لإجراء تحسين متعدد الأهداف لوحدتي تحلية الغاز المأخوذة من الصناعة المحلية العمانية باستخدام طريقة (NSGA-II). تستخدم الوحدة الأولى مزيجاً من ميثيل ثنائي إيثانول أمين وبيبرازين وذلك لأن تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون هو الأعلى مقارنة بتركيز غاز كبريتيد الهيدروجين الموجود في مجرى الغاز الطبيعي الغير محلي، بينما تستخدم الوحدة الثانية ميثيل ثنائي إيثانول أمين فقط من أجل تقليل تركيز غازي كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لأعلى حد مسموح به من جانب المعايير البيئية. تم صياغة الدراسة بتشكيل عدة متغيرات مختلفة في جانب العمليات مثل ضغط ودرجة حرارة الغاز المغذي لوحدة تحلية الغاز، كمية التدفق لوحدة تحلية الغاز، تراكيز ميثيل ثنائي إيثانول أمين وبيبرازين، ضغط ودرجة حرارة وحدة المحلول المعاد استخدامه، ودرجة حرارة مثيل ثنائي إيثانول أمين المعادة استخدامه. القيود المفروضة على هذه الدراسة تتضمن الحد الأقصى المسموح به لتركيز غاز ثاني أكسيد الكربون وتركيز غاز كبريتيد الهيدروجين في مجرى الغاز المحلى والتي هي 2 مول% و 4 أجزاء من المليون على التوالي. تم التحسين من زوايا مختلفة مثل التحسين من الناحية العملية للوحدة، ومن جوانب اقتصادية، و بيئية، و من جانب السلامة، و من جانب الدينامكية الحرارية، وذلك من خلال إنشاء حالات تحسين مختلفة ثنائية الهدف بالإضافة إلى حالات تحسين تستهدف ثلاث أهداف. الهدف التي تنطوي عليه هذه الدراسة هي التحسين في إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون، وإزالة غاز كبريتيد الهيدروجين، وإسترداد الهيدروكربون بعد عملية التحلية، وعائد الاستثمار (ROI)، وفترة الاسترداد (PBP)، و كفاءة الدينامكية الحرارية، وتقليل الاحتباس الحراري (GWP)، وتقليل مؤشر الضرر (DI). تم رسم التأثير المتزامن لتغيير متغيرات التصميم على وظائف الهدف لتحليل وحدات التحلية. تعتبر هذه النتائج التي تم الوصول إليها من هذه الدراسة أفضل متغيرات للتصميم التي ستؤدي إلى تحسين أداء وحدات الامتصاص ووحدة استعادة المحلول لهاتين الوحدتين
تهدف هذه الدراسة لإجراء تحسين متعدد الأهداف لوحدتي تحلية الغاز المأخوذة من الصناعة المحلية العمانية باستخدام طريقة (NSGA-II). تستخدم الوحدة الأولى مزيجاً من ميثيل ثنائي إيثانول أمين وبيبرازين وذلك لأن تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون هو الأعلى مقارنة بتركيز غاز كبريتيد الهيدروجين الموجود في مجرى الغاز الطبيعي الغير محلي، بينما تستخدم الوحدة الثانية ميثيل ثنائي إيثانول أمين فقط من أجل تقليل تركيز غازي كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون لأعلى حد مسموح به من جانب المعايير البيئية. تم صياغة الدراسة بتشكيل عدة متغيرات مختلفة في جانب العمليات مثل ضغط ودرجة حرارة الغاز المغذي لوحدة تحلية الغاز، كمية التدفق لوحدة تحلية الغاز، تراكيز ميثيل ثنائي إيثانول أمين وبيبرازين، ضغط ودرجة حرارة وحدة المحلول المعاد استخدامه، ودرجة حرارة مثيل ثنائي إيثانول أمين المعادة استخدامه. القيود المفروضة على هذه الدراسة تتضمن الحد الأقصى المسموح به لتركيز غاز ثاني أكسيد الكربون وتركيز غاز كبريتيد الهيدروجين في مجرى الغاز المحلى والتي هي 2 مول% و 4 أجزاء من المليون على التوالي. تم التحسين من زوايا مختلفة مثل التحسين من الناحية العملية للوحدة، ومن جوانب اقتصادية، و بيئية، و من جانب السلامة، و من جانب الدينامكية الحرارية، وذلك من خلال إنشاء حالات تحسين مختلفة ثنائية الهدف بالإضافة إلى حالات تحسين تستهدف ثلاث أهداف. الهدف التي تنطوي عليه هذه الدراسة هي التحسين في إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون، وإزالة غاز كبريتيد الهيدروجين، وإسترداد الهيدروكربون بعد عملية التحلية، وعائد الاستثمار (ROI)، وفترة الاسترداد (PBP)، و كفاءة الدينامكية الحرارية، وتقليل الاحتباس الحراري (GWP)، وتقليل مؤشر الضرر (DI). تم رسم التأثير المتزامن لتغيير متغيرات التصميم على وظائف الهدف لتحليل وحدات التحلية. تعتبر هذه النتائج التي تم الوصول إليها من هذه الدراسة أفضل متغيرات للتصميم التي ستؤدي إلى تحسين أداء وحدات الامتصاص ووحدة استعادة المحلول لهاتين الوحدتين
قالب العنصر
الرسائل والأطروحات الجامعية