Proposal of an optimal process for the removal of carbon dioxide and hydrogen sulfide contained in natural gas (IN SALAH)

Abstract

L'objectif principal de cette recherche est de développer des modèles complets de la cinétique de réaction qui prennent en compte le couplage entre l'équilibre chimique et la cinétique chimique de toutes les réactions chimiques possibles pour l'absorption du CO2 dans des solutions aqueuses de MDEA, PZ, mélange (MDEA - PZ), mélange (PZ –Sulfolane) , et le mélange (MDEA – Sulfolane) afin d'explorer le potentiel de ces solvants pour absorber le CO2 en termes de cinétique de réaction. La cinétique de réaction du dioxyde de carbone dans les solutions aqueuses de solvants mixtes de (PZ + Sulfolane) et (MDEA + Sulfolane) a été étudiée pour la première fois en utilisant la technique à flux arreté. Les taux d'absorption du dioxyde de carbone dans les solutions aqueuses de solvants mixtes de (PZ+Sulfolane) et (MDEA+Sulfolane) étaient plus élevés que ceux du PZ et du MDEA aux mêmes concentrations à toutes températures de (298,15 à 313,15) K. L'étude confirme l'avantage des technologies Sulfinol disponibles dans le commerce par rapport aux procédés autonomes à base d'amine. Les résultats de solubilité sur une large plage de températures sont utiles pour étudier les propriétés de la solution dans les industries chimiques, biochimiques, de protection de l'environnement et énergétiques. La solubilité du CO2 dans les solutions aqueuses de mélange (MDEA-Sulfolane) et (MDEA-PZ) diminue à mesure que la température augmente car la solubilité du CO2 diminue avec l'augmentation de la température ; ainsi, le système tend vers la désorption du CO2 plutôt que l'absorption. Pour l'effet de la pression partielle de CO2, la solubilité à l'équilibre du CO2 augmente à mesure que sa pression partielle augmente en raison de la force motrice plus élevée pour l'absorption de CO2 à une pression partielle plus élevée. La solubilité physique dans le solvant aqueux mixte du (MDEA-Sulfolane) est supérieure à celle du mélange aqueux (MDEA-PZ), comme s'il y avait une sorte d'« amélioration » de la solubilité lorsque le MDEA était utilisé avec le Sulfolane. Il est prévu que le remplacement du solvant Sulfinol-M a de meilleures performances et une économie appropriée par rapport au solvant Abstract Page iv actuel et à d'autres solvants aminés, réduit la consommation d'énergie et réduit les coûts d'investissement. Sur la base des résultats obtenus à partir de cette recherche en termes de cinétique de réaction et de capacité d'absorption, on peut conclure que la solution aqueuse de mélange (MDEA-Sulfolane) a un bon potentiel pour être utilisée comme solvants alternatifs pour capturer les gaz acides. Mots clés : Cinétique, Pipérazine, Zwitterion, flux arrêté, Sulfolane, Solvants mixtes