ب – کاربردهای شبیه سازی در طراحی فرایند:

امروزه به نحو گسترده ای از نرم افزارهای شبیه سازی در طراحی فرایند استفاده میشود. کاربردهای این نرم افزارها در این حوزه از حیث گستردگی کار از محاسبه ساده خصوصیات ترموفیزیکی جریانها یا حتی مواد خالص شروع شده و به طراحی کارخانجات کامل با در نظر گرفتن تاسیسات جانبی، خطوط لوله تامین خوراک، یا انتقال محصول، و بررسی سیستم های کنترل میرسد. از آنجا که این روش از محاسبات دستی ساده تر، سریعتر و دقیقتر است، با تکرار آن در شرایط مختلف به سهولت و با صرف زمان بسیار کمتری میتوان مجموعه کاملی از عملکرد فرایند در حالت های مختلف را پیش بینی کرده و از این طریق، ضمن کاهش هزینه های اضافی سرمایه گذاری ثابت (دستگاه های اضافی) و کاستن از هزینه های عملیاتی (مصرف آب، انرژی و …)، قابلیت انعطاف بیشتری را در طرح فرایند ، بوجود آورده و نقطه بهینه از لحاظ هزینه ها روانی عملیات، ایمنی، محیط زیست و غیره را بدست آورد.

ج – کاربردهای شبیه سازی در بهره برداری مطلوب از تاسیسات موجود :
در کارخانجات موجود با کمک نرم افزارهای شبیه سازی می توان فرایند تولید را مورد بررسی و ارزیابی موشکافانه قرار داده و از این طریق، بطور کلی عملیات را بهبود بخشید. در صورتی که از نرم افزارهای پیشرفته تر استفاده شود، امکان بهینه سازی در جا براساس شرایط تولید (مانند دمای خوراک و شرایط اقلیمی) نیز وجود دارد. ]۱۹[
کاستن از مواد و انرژی مصرفی نیز از جمله مطالعاتی است که میتوان به کمک این نرم افزارها انجام داد. اما یکی از کاربردهای بسیار مهم استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی کشف حداکثر ظرفیتهای تولیدی موجود و قابل استفاده در خط تولید است که گاه بهره گیری از آنها هزینه ای بسیار کم و درآمدی قابل توجه دارد. در همین زمینه میتوان تنگناهای فرایند را نیز شناسایی کرد و به رفع آنها همت گماشت.
د – ارتباط با نرم افزارهای دیگر: تبادل اطلاعات با نرم افزارهای دیگر بصورت دوطرفه، توانایی دست ورزی در اطلاعات کتابخانه ای، افزودن مدلهای دلخواه کاربر و اجرای برنامه طبق روش دلخواه کاربر با معماری باز نرم افزارهای امروزی شبیه سازی ممکن شده است. با پدید آمدن فکر CAPE-OPEN این کار شکل جدی تری نیز به خود گرفته و نوید ظهور نرم افزارهایی با قابلیت‌های گسترده پذیرش قطعاتی از نرم افزارهای دیگر برای بهینه سازی توانمندیها را میدهد.
ه – استفاده مستقیم در کنترل فرایند: نرم افزارهای نوین از توانایی اتصال مستقیم یا با واسطه به انواع سیستم های کنترل فرایند واقعی برخوردارند و در نتیجه، می توان از آنها برای بهینه سازی لحظه ای عملکرد واحد با تعیین نقاط مقرر بهینه بهره گرفت. معماری باز و توان محاوره با نرم افزارهای دیگر، حتی امکان پیاده سازی الگوریتم های پیشرفته کنترل مانند کنترل مدلی پیشگو ، کنترل بهینه، کنترل تطبیقی و نظایر آنها را فراهم میآورد. ]۱۹[
و – آموزش اپراتورها : دقت شبیه سازی دینامیک فرآیندها امروزه چنان است که میتوان از آن برای خلق موقعیتهای نامطلوب یا اضطراری مجازی و آموزش چگونگی مهار آنها به اپراتورها استفاده کرد. نظیر این کار سالها پیش از این در کارهای حساس مانند ناوبری هواپیما و سیستم های دفاعی انجام می شده است. با کاهش هزینه های پیاده سازی این توانایی در صنایع شیمیایی، زمینه های کاربرد آن در این صنایع نیز فراهم آمده است.
ز – تسریع پروژه ها : طراحی کارخانجات فعالیتی گروهی است که با توزیع مناسبتر داده ها و اطلاعات، جلوگیری از دوباره کاری و مدیریت شایسته تغییرات، به طرز چشمگیری شتاب میگیرد. توجه به نیاز واحدهای مختلف مهندسی برای تبادل اطلاعات، لزوم حرکت از سطح سیستم های سنتی نقشه – محور (بیشتر متکی به نرم افزارهای ساده نقشه کشی مانند AutoCAD) به سطح سیستم های نوین «داده – محور» را بطور جدی مطرح میکند. از آنجا که در این سیستم های هوشمند، تمام بخشهای مهندسی و مدیریت پروژه ها به پایگاه مرکزی داده ها دسترسی دارند، پویایی قابل ملاحظهای در انجام پروژه ها به وجود می آید.
ح – اتصال به سیستم مدیریت : در دوران ما، تولید به کمک کامپیوتر (CIM)، تجارت الکترونیکی، بازرگانی الکترونیکی و سیستم های اطلاعات مدیریت به سرعت در حال رشدند. امروزه سیستم های مدیریت، حسابداری، برنامه ریزی، طراحی، کنترل عملیات و راهبری به دلیل نیاز به نظارت و تنظیم روابط میان تولیدکنندگان، مجاری توزیع فرآورده ها، شبکه های حمل و نقل و خریداران به یکدیگر متصل می شوند.]۱۹[

ازاین طریق، امکان پیش بینی و در نظر گرفتن تقاضای بازار، اجرای سفارشها و ایجاد هماهنگی درتامین مواد اولیه، تخصیص ظرفیت های تولید و برنامه ریزی برای آن و زمانبندی تحویل محصول به وجود می آید که در فضای رقابتی تجارت جهانی امری حساس و فوق العاده مهم ارزیابی می شود. مجدداً، شبیه سازهای امروزی به دلیل توان محاوره با پایگاه های داده ها و معماری باز خود توان مشارکت در این فعالیت مهم را دارند.
۳-۵ نرم افزار مشابه
در چند دهه اخیر، نرم افزارهای متعدّدی برای شبیه سازی فرآیندهای شیمیایی نوشته شده اند که از بین آن ها این نرم افزارها شناخته شده تر هستند.

• • Ansys-Fluent، Comsol حل عددی هیدرودینامیک فرآیندهای شیمیایی همراه با در نظر گرفتن انتقال جرم و انتقال حرارت (این دسته از نرم افزارها به عنوان نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی (Computational Fluid Dynamics-CFD)شناخته می شوند.

• • aspen plus: برای شبیه سازی و طرّاحی فرایند

• • aspen bjac :برای شبیه سازی و طرّاحی مبدل

• • aspen polymer: برای شبیه سازی واکنش های پلیمری

• • aspen HTFS: برای طرّاحی مبدل]۲۳[

• • aspen adsim :برای شبیه سازی جذب سطحی

• • aspen dynamic: برای شبیه سازی فرآیندهای پویا دینامیک

• • • aspen Icarus :برای براورد اقتصادی فرایندهای شیمیایی

  

• • hysys : برای شبیه سازی فرآیندهای پایا

• • hysys dynamic : برای شبیه سازی فرآیندهای پویا

• • pipesys :برای شبیه سازی خطوط لوله

• • Chemcad: برای شبیه سازی فرآیندهای شیمیایی]۲۳[

۳-۶ روند انجام تحقیق
۳-۶-۱مرحله‌^ء اول: مطالعات کتابخانه‌ای
فرآیندهای مختلفی برای گوگردزدایی از میعانات گازی وجود دارد که در مرحله‌ی اول، به آشنایی روند انجام فرآیندهای گوگردزدایی از میعانات گازی و واکنشهای آن پرداخته شده است. پس از آن به بررسی پارامترهای مهم و تعیینکننده در خروجی فرایند پرداخته شده است چون در بخش بعدی به بررسی این پارامترها نظیر دما، فشار، دبی مولی و نسبت انشعاب پرداخته شده است.
۳-۶-۲مرحله‌^ء دوم: شبیهسازی فرایند گوگردزدایی از میعانات گازی توسط نرمافزار HYSYS
در فرایند گوگردزدایی، مرکاپتانها که یک نوعی از ترکیبات گوگردار میباشند توسط فرایند غربال مولکولی جدا شدهاند، اما ازآنجائیکه سیستم های لولهکشی گاز، فاقد هشداردهندههای نشت گاز میباشد به همینمنظور، فرایند طوری طراحی شده است که منجر به ضایعات در خطوط لوله نگردد در ترکیب گاز باقی گذاشته است تا به کمک این مواد بودار، مصرفکننده از وجود نشتی گاز در لولههای گاز آگاه گردد.
در این فرایند، میعانات گازی شامل مقداری از هیدروژن سولفید و مرکاپتانها میباشد.سولفید هیدروژن و مرکاپتانهای سبک از قبیل متیل مرکاپتانها و اتیل مرکاپتانها ترکیبات بسیار سمی و فرار میباشند که حضور آنها در نفتها منجر به خوردگی و مشکلات زیست محیطی بسیار شدیدی در سیستم های ذخیره و انتقال میشود. با بهره گرفتن از فرایند DMC میتوان مقدار سولفید هیدروژن را به زیر ۱۰ ppm و مقدار مرکاپتانهای سبک را به ۲۰ ppm برسانیم .
فرایند DMC-1 براساس استخراج سولفید هیدروژن وترکیبات مرکاپتان توسط سود میباشد و اکسیداسیون همزمان مرکاپتانها میباشد. در واقع شامی دو مرحلهی استخراج و اکسیداسیون میباشد.
شکل ۳-۱: مرحلهی استخراج و اکسیداسیون مرکاپتانها]این تحقیق[
در فرایند بالا کندانسیت با دمای °C 60-40 در داخل همزن با محلول کاستیک مخلوط شده است و وارد ظرف V-1 میشود در این ظرف سولفیدهیدروژن جدا شده است. که واکنشهای استخراج (۸-۱) در V-1 صورت گرفته است که به این مرحله استخراج توسط سود نامیده میشود.
(۳-۱)