النمذجة الحاسوبية لتحسين عملية تصنيع الأمونيا من الغاز الطبيعى

الملخص

من أهم الجوانب الأساسية لإنتاج الأمونيا هو الاتجاه الأمثل لتصنيع منتج نهائي يسمى اليوريا، وهو سماد مهم جداً يحتوي على نسبة عالية من النيتروجين، والذي بدوره يعمل على تحسين خصوبة التربة الزراعية. تم اختراع العديد من العمليات لتحقيق الإنتاج الأمثل للأمونيا. حاليًا، يتم إنتاج الأمونيا بشكل أساسي من خلال عملية هابر بوش التي يتفاعل فيها النيتروجين والهيدروجين في وجود محفز حديدي لتكوين الأمونيا. يتكون الهيدروجين من تفاعل الغاز الطبيعي والبخار عند درجات حرارة عالية ويتم توفير النيتروجين من الهواء. وتزال الغازات الأخرى (مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون) من تيار الغاز الداخل للمفاعل ويمرر النيتروجين والهيدروجين فوق المحفز الحديدي عند درجة حرارة وضغط مرتفعين لتكوين الأمونيا. في هذا العمل، تم إجراء محاكاة لعملية تصنيع الأمونيا على برنامج  Aspen Hysys 3.1. بإستخدام (294) كجم مول/ساعة لتدفق غاز الميثان، (10253) كجم مول/ساعة  لغاز الهيدروجين، و(3418) كجم مول/ساعة لغاز النيتروجين، تم إنتاج حوالى (3663) كجم مول/ساعة أمونيا أى ما يعادل (67248) كيلو جرام/ ساعة وبتركيز (0.9883). كما وجد أن إنتاج الأمونيا يزداد مع ارتفاع ضغط تدفق خط التغذية للوحدة الصناعية. وأستخدم كذلك نموذج Peng-Robinson لضبط عملية التوازن الثيرمو ديناميكى بشكل أفضل.