بررسی رطوبت‌زدایی گاز طبیعی از طریق جذب سطحی در یکی از جایگاه‌های CNG استان مازندران

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان
آرمین حسن پور 1
علیرضا تبازاده 2
علیرضا افشارپور 3
دیانا واعظی 4
1 کارشناسی، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، سمنان، ایران
2 گروه مهندسی، کیمیا فراوری ونداد شریف (ونتک)، تهران، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
4 دانشجوی کارشناسی، گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و مواد، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
20.1001.1/jgt.2026.2081987.1067
چکیده
رطوبت‌زدایی گاز طبیعی یک مرحله حیاتی در فرآیند پالایش برای تضمین کیفیت گاز طبیعی فشرده (CNG) است. این مطالعه عملکرد یک واحد رطوبت‌زدایی صنعتی در یک ایستگاه CNG در جویبار، مازندران را با استفاده از یک سیستم دو بستری پر شده با غربال مولکولی A3 و آلومینای فعال بررسی می‌کند. هدف اصلی ارزیابی تأثیر زمان‌های مختلف چرخه جذب (از ۶ تا ۳۶ ساعت) بر راندمان حذف آب، ضمن حفظ یک بازه زمانی ثابت برای احیا بود. عملکرد با اندازه‌گیری مقدار آب دفع شده و هیدروکربن‌های سنگین متراکم شده (ناخالصی‌های آلی) در طول مرحله احیا ارزیابی شد. نتایج نشان داد که راندمان جذب به‌طور قابل‌توجهی به مدت‌زمان چرخه وابسته است. حداکثر دفع ویژه آب در چرخه ۶ ساعته مشاهده شد و تقریباً ۳/۵۰ گرم آب به ازای هر کیلوگرم جاذب به دست آمد. در مقابل، افزایش چرخه به ۳۶ ساعت، حذف آب را به‌شدت به ۰/۴۹ گرم در کیلوگرم کاهش داد. تجزیه‌وتحلیل نشان داد که در طول چرخه‌های طولانی‌تر، جذب هم‌زمان هیدروکربن‌های سنگین (مانند پنتان و هگزان) منافذ جاذب را مسدود می‌کند، مقاومت در برابر انتقال جرم ایجاد می‌کند و از جذب مؤثر آب جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، زمان ثابت بازسازی برای تمیز کردن کامل بسترهای اشباع در چرخه‌های طولانی‌تر کافی نبود. در نتیجه، برای حفظ رطوبت گاز خروجی زیر حد مجاز (کسر جرمی محاسبه شده ۳۶/۷۰ppm)، کاهش زمان چرخه جذب به ۶ ساعت برای کاهش رسوب آلی و اطمینان از بازسازی کامل جاذب توصیه می‌شود.
کلیدواژه‌ها
رطوبت‌گیری گاز
جذب سطحی
غربال مولکولی A3
جایگاه CNG
گرفتگی آلی
موضوعات
  1. Aleghafouri A, Davoudi M. Modeling and simulation of a pressure–temperature swing adsorption process for dehydration of natural gas. Adsorption 2018;24:121–33. https://doi.org/10.1007/s10450-017-9924-z.
  2. Caqueret V, Bostyn S, Cagnon B, Fauduet H. Purification of sugar beet vinasse – Adsorption of polyphenolic and dark colored compounds on different commercial activated carbons. Bioresource Technology 2008;99:5814–21. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.10.009.
  3. Farag HAA, Ezzat MM, Amer H, Nashed AW. Natural gas dehydration by desiccant materials. Alexandria Engineering Journal 2011;50:431–9. https://doi.org/10.1016/j.aej.2011.01.020.
  4. Gholami M, Talaie MR, Roodpeyma S. Mathematical modeling of gas dehydration using adsorption process. Chemical Engineering Science 2010;65:5942–9. https://doi.org/10.1016/j.ces.2010.08.026.
  5. Hasanpour A, Tabazadeh A, Bouteldja M. Investigation Theoretical and Modeling of Hydrocarbon Sediment Formation in Distillation Towers of Monomer Styrene Production Process. Adv J Chem Sect B Nat Prod Med Chem 2025;7. https://doi.org/10.48309/ajcb.2025.513046.1311.
  6. ISO 15403-1:2006. ISO n.d. https://www.iso.org/standard/44211.html (accessed June 16, 2026).
  7. Mehrpooya M, Ghasemzadeh H. Design and modeling of an operating natural gas dehydration process using adsorption method. Journal of Mechanical Engineering, University of Tabriz. https://doi.org/10.22034/jmeut.2020.9995.
  8. Mette B, Kerskes H, Drück H, Müller-Steinhagen H. Experimental and numerical investigations on the water vapor adsorption isotherms and kinetics of binderless zeolite 13X. International Journal of Heat and Mass Transfer 2014;71:555–61. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.12.061.
  9. Nastaj J, Ambrożek B. Analysis of gas dehydration in TSA system with multi-layered bed of solid adsorbents. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification 2015;96:44–53. https://doi.org/10.1016/j.cep.2015.08.001.
  10. Nemr AE. Potential of pomegranate husk carbon for Cr(VI) removal from wastewater: Kinetic and isotherm studies. Journal of Hazardous Materials 2009;161:132–41. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.03.093.
  11. Palomba V, Nowak S, Dawoud B, Frazzica A. Dynamic modelling of Adsorption systems: a comprehensive calibrateddataset for heat pump and storage applications. Journal of Energy Storage 2021;33:102148. https://doi.org/10.1016/j.est.2020.102148.
  12. Rubaiee S. High sour natural gas dehydration treatment through low temperature technique: Process simulation, modeling and optimization. Chemosphere 2023;320:138076. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138076.
  13. Snurr RQ, Bell AT, Theodorou DN. Prediction of adsorption of aromatic hydrocarbons in silicalite from grand canonical Monte Carlo simulations with biased insertions. J Phys Chem 1993;97:13742–52. https://doi.org/10.1021/j100153a051.
  14. Takbiri M, Jozani KJ, Rashidi AM, Bozorgzadeh HR. Preparation of nanostructured activated alumina and hybrid alumina–silica by chemical precipitation for natural gas dehydration. Microporous and Mesoporous Materials 2013;182:117–21. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2013.08.025.
  15. Tavan Y, Hosseini SH, Ahmadi G, Olazar M. Mathematical model and energy analysis of ethane dehydration in two-layer packed-bed adsorption. Particuology 2019;47:33–40. https://doi.org/10.1016/j.partic.2018.11.001.
  16. XINTAO. 3A Molecular Sieve. Guangdong Xintao Technology Co, Ltd n.d. https://www.xintaokeji.com/products/molecular-sieve/3a-molecular-sieve (accessed June 16, 2026).