مقایسه رفتار ترمودینامیکی اتان و اتیلن در چرخه مبرد آمیخته فرایند مایع‏سازی گاز طبیعی

یکی از مهم‏ترین عوامل موثر بر انرژی مصرفی کمپرسورها در فرایند مایع ‏سازی گاز طبیعی، نوع اجزای مبرد آمیخته است. در پژوهش ‏های اخیر اجزای مختلفی استفاده شده‏ که اتان یا اتیلن در آن‏ها وجود داشته است. تاکنون بین عملکرد این دو جزء در مبرد آمیخته مقایسه ‏ای انجام نشده است. در این مقاله ابتدا خواص ترمودینامیکی اتان و اتیلن مقایسه شد. سپس برای بررسی عملکرد آن‏ها در مبرد آمیخته، فرایند PRICO به عنوان رایج‏ترین فرایند مایع ‏سازی مقیاس کوچک با سه نوع مبرد پنج‏ جزیی شامل اتان، شبیه‏ سازی و سپس با استفاده از ابزار الگوریتم ژنتیک در MATLAB 2019a بهینه ‏سازی شد. در ادامه تاثیر ترمودینامیکی جایگزینی اتیلن در این سه مبرد بر کار مصرفی کمپرسورها به عنوان تابع هدف بررسی شد. نتایج نشان داد که وجود اتان یا اتیلن در مبرد ضروری است و استفاده نکردن از آن ها در فرایند، کار مصرفی را به kW 35/3792 افزایش می دهد که از هر شش مورد مطالعه شده دارای اتان یا اتیلن بیشتر است. هم چنین استفاده از اتیلن باعث کاهش کار مصرفی کمپرسورها و در مبردی با اجزای نیتروژن، متان، اتان، پروپان و ایزوبوتان، جایگزینی اتان با اتیلن باعث کاهش 28/11% در کار مصرفی فرایند می‏ شود.