Absorber simulation and design using a nonequilibrium stage model

Authors

  • R. Krishnamurthy,

    1. Department of Chemical Engineering, Clarkson University, Potsdam, NY 13676
    Current affiliation:
    1. The BOC Group, Murray Hill, New Jersey 07974
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  • R. Taylor

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, Clarkson University, Potsdam, NY 13676
    • Department of Chemical Engineering, Clarkson University, Potsdam, NY 13676
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Abstract

A nonequilibrium stage model of multicomponent separation processes is used to simulate three representative nonisothermal gas absorption processes: (i) the absorption of ammonia from air using water, (ii) the purification of an acid gas stream using cold methanol and (iii) a process in which a heavy hydrocarbon oil is used to absorb a mixture of lighter hydrocarbons. The temperature profiles and terminal stream compositions predicted by the model compare well with experimental measurements on the ammonia/air/water and acid gas/methanol systems. The case study involving the absorption of light hydrocarbons is used to demonstrate that there can be large differences between designs based on the nonequilibrium stage model and the efficiency-modified-equilibrium-stage model.

Abstract

On emploie un modèle, à plusieurs étages, hors d'équilibre, de precédés de séparation de mélanges complexes pour simuler trois exemples représentatifs de precédés d'absorption non isothermes de gaz, à savoir: (i) l'absorption de l'ammoniac de l'air, en employant l'eau; (ii) la purification d'un courant de gaz acide au moyen de méthanol refroidi; (iii) un precédé dans lequel on emploi une huile lourde d'hydrocarbures pour absorber un mélange d'hydrocarbures légers. Les profils de température et les compositions du courant de sortie que le modèle a prédits concordent bien avec les mesures expérimentales faites dans le cas des systèmes ammoniac/air/eau et gaz acide/méthanol. On emploie l'étude de cas impliquant l'absorption d'hydrocarbures légers pour démontrer qu'il peut exister de grandes différences dans les calculs basés sur le modèle hors d'équilibre, à étages multiples et ceux obtenus par le modèle qui consiste à modifier l'efficacité calculée en supposant l'équilibre.

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