Rikkiyhdisteiden laskenta simuloinneissa

Abstract

Diplomityön tarkoituksena on tutkia eri laskentamenetelmien soveltuvuutta kevyiden rikkiyhdisteiden laskentaan ja kuinka mitatusta kaasu-neste tasapainotiedoista sovitetut binääriset vuorovaikutusparametrit parantavat kaasu-neste tasapainojen laskentaa simuloinneissa. Kirjallisuusosassa paneudutaan kevyisiin rikkiyhdisteisiin ja niiden aineominaisuuksiin. Lisäksi käsitellään öljynjalostuksessa nykyisin käytettäviä ja uusia kehitteillä olevia rikinpoistomenetelmiä.Kokeellisessa osassa tarkastellaan eri laskentamenetelmien soveltuvuutta rikkiyhdisteiden ja kevyiden hiilivetyjen kaasu-neste tasapainon laskentaan. Mitatusta rikkiyhdisteiden ja hiilivetyjen kaasu-neste tasapainoista sovitetaan binäärisiä vuorovaikutusparametrejä tarkentamaan käytettäviä laskentamenetelmiä. Osassa verrataan binääristen seosten mittaustuloksia eri laskentamenetelmillä saatuihin simulointituloksiin. Tarkasteluiden perusteella tehdään johtopäätöksiä laskentamenetelmien soveltuvuudesta kevyiden hiilivetyjen ja rikkiyhdisteiden laskentaan. Tarkastellaan kahden prosessin (rikkivetystripperi ja butaaninpoistokolonni) rikkiyhdisteiden laskentaa. Prosesseille tehdään taseajot, joista saatuja analyysituloksia verrataan simulointien antamiin tuloksiin. Työssä tarkastellaan myös veden liukoisuuden laskentaa ja mahdollisten laskentamenetelmien käytön vaikutusta rikkiyhdisteiden laskentaan.

The objective of this thesis is to study and compare the usage of different methods in calculating the vapor-liquid equilibrium between light hydrocarbons and sulfur compounds. The usage of binary interaction parameters fitted from the experimental vapor-liquid equilibrium data is also studied.The literature part is mainly focused in low boiling sulfur compounds and their physical properties. Also the sulfur removal processes used in petroleum refining and new innovations are studied.In the experimental part the applicability of different calculation methods in vapor-liquid equilibrium of low boiling sulfur compounds and hydrocarbons are studied. Binary interaction parameters are fitted from the experimental vapor-liquid data. Experimental vapor-liquid data for a binary pair is compared to the results given by the simulations. On the basis of these comparisons conclusions are made for the applicability of calculation methods. The distribution of low boiling sulfur compounds in two processes (hydrogen sulfide stripper and debutanizer) is studied by analyzing their feed and product streams. The analyzed results are compared to the results from the simulations. The calculation methods of water solubility in hydrocarbons and their effects on calculation of sulfur compounds are also studied.