تقليل الإنبعاثات الكبريتية عبر محاكاة Aspen HYSYS V 8.0: بإنشاء مصنع لإنتاج حامض الكبريتيك من الكبريت الصلب الناتج عن معالجة الغاز الطبيعي في مجمع مليتة الصناعي.(دراسة بيئية وتصميم اقتصادي)
DOI:
https://doi.org/10.65405/fjr7rb17Keywords:
الانبعاثات ، الكبريت العنصري ، محاكاة ، حامض الكبريتيك ، التلامس الاحادي.البيئة.Abstract
The primary objective of this study is to reduce emissions and convert the secondary by-product—namely, elemental sulfur generated from the natural gas sweetening process at the Mellitah plant—into a valuable and economically beneficial product, sulfuric acid. This study addresses the environmental and technical aspects related to assessing the feasibility of establishing an integrated sulfuric acid production plant in Mellitah, with a design capacity of 60 tons per day, employing the single-contact process to produce acid with a purity of 98.5 wt.%. The proposed plant was simulated under steady-state conditions using Aspen HYSYS V8.0 at the designated design capacity. The plant model comprises several operational units, including a dryer, furnace, catalytic converter (four-bed converter), heat exchangers, mixing tank, separators, and a reactive absorption tower. The design and technical specifications of the plant were developed in accordance with specialized industrial and scientific references.
The results indicate that the daily sulfur production rate at the Mellitah plant significantly exceeds 19.28 tons/day, reaching an average of 407.67 tons/day in 2024. This quantity is economically sufficient to support a sulfuric acid production capacity of 60 tons/day. A simulation model for a sulfuric acid plant operating via the single-contact system was carried out. Specified material and energy streams were utilized to design the operational units and achieve the maximum possible sulfur dioxide oxidation, which reached 99.4 mol%. Equipment design specifications were calculated based on mathematical correlations established in the sulfuric acid industry. The amount of sulfur dioxide emitted from the proposed plant, as obtained from the simulation model, was approximately 3.767 kg/ton of produced sulfuric acid (around 600 ppm), a value that falls within the acceptable limits established by the U.S. Environmental Protection Agency. Furthermore, the dispersion study of SO₂ emissions from the proposed sulfuric acid plant using Disper V4.0 indicated that concentrations are low and do not affect ambient air quality in the surrounding area. Therefore, constructing this plant at the proposed site (Mellitah) would not pose any health risks to environmental or ecological components.
Overall, the establishment of a sulfuric acid production plant represents an environmentally friendly project that ensures the safe and economically viable disposal of elemental sulfur—the by-product of natural gas sweetening—making it an attractive investment opportunity for both the public and private sectors.
Downloads
References
LY (2008). قرار أمين اللجنة الإدارية للهيئة العامة للبيئة رقم (96)، المتطلبات البيئية لحماية الهواء من التلوث، طرابلس، ليبيا.
Google Maps (2018). موقع مجمع مليتة. متاح على الإنترنت
Al-Dallal, A. J. A. (2013). محاكاة عملية حامض الكبريتيك الرطب (WSA) لاستغلال الغاز الحمضي المفصول من الغاز الطبيعي العُماني. مجلة الخوارزمي الهندسية، 9(3): 58–69.
Amin, M.R., Sarker, N.K., Khan, T.A., & Islam, M.S. (2013). محاكاة إنتاج حمض الكبريتيك باستخدام عملية الحرق المباشر للكبريت مع الامتصاص الأحادي. مجلة الهندسة، 2(3): 113–117.
Amoot Iranian Trading Company (2013). تجاوز الإنتاج العالمي لحمض الكبريتيك 230.7 مليون طن في عام 2012. متاح على الإنترنت.
Apodaca, L. E. (2012). ملخص السلع المعدنية للكبريت. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، واشنطن العاصمة.
Ashar, N. G., & Golwalkar, K. R. (2013). دليل عملي لتصنيع حمض الكبريتيك، والأوليوم، وعوامل السلفنة. دار نشر سبرنغر الدولية، سويسرا.
BAT (1999). وثيقة تقنيات أفضل الممارسات المتاحة لإنتاج حمض الكبريتيك. الجمعية الأوروبية لحمض الكبريتيك (ESA)، والرابطة الأوروبية لمصنّعي الأسمدة (EFMA). متاح على الإنترنت.
Bhat, C., & Pinjala, V. (2010). نمذجة مصانع حمض الكبريتيك. مجلة الكبريت، إصدار سبتمبر–أكتوبر، 330: 1–5.
Catalysts (1989). كاتاليست من شركة Catalysts and Chemicals Europe SA، الكتالوج العام. بروكسل، بلجيكا.
Centre for Industry Education Collaboration (2018). حمض الكبريتيك. مركز التعاون في التعليم الصناعي، جامعة يورك، المملكة المتحدة. متاح على الإنترنت.
Chemical Engineering (2018). مؤشر تكلفة مصانع الهندسة الكيميائية (CEPCI): القيمة السنوية لعام 2018. متاح على الإنترنت.
Chowdhury, N. B., Hasan, Z., & Biplob, A. H. M. (2012). محاكاة مصنع حمض الكبريتيك باستخدام HYSYS ونهج تحسين الربح السنوي. مجلة العلوم، 2(4): 179–182.
Christensen, K., & Polk, P. (2011). تقليل انبعاثات SO2 باستخدام محفز Topse’s VK-701 LEAP5™ الجديد. مجلة Sulfuric Acid Today، 17(1): 23–24.
Dougherty, J. W. (2011). مخاوف السلامة المتعلقة بالهيدروجين في صناعة حمض الكبريتيك. مؤتمر الكبريت 2011، 7–9 نوفمبر، هيوستن، تكساس.
DuPont (2012). تقنية عملية حرق الكبريت لإنتاج حمض الكبريتيك MECS®. متاح على الإنترنت.
ECE (2010). المفوضية الأوروبية للبيئة. معايير جودة الهواء. متاح على الإنترنت.
EG (2005). القانون المصري: القرار الوزاري رقم 1741 لسنة 2005، الملاحق التنفيذية للقانون رقم 4 لسنة 1994 بشأن البيئة. جمهورية مصر العربية.
Felthouse, T. R., DiGiovanni, M. P., Horne, J. R., & Richardson, S. A. (2011). تحسين أداء مصنع حمض الكبريتيك باستخدام محفزات MECS الجديدة GEAR. Sulfuric Acid Today، 17(2): 16–18.
Hill, C. G. (1977). مقدمة في حركية الهندسة الكيميائية وتصميم المفاعلات. جون وايلي وأبناؤه، نيويورك، الولايات المتحدة.
Ibanez, J. G., Batten, C. F., & Wentworth, W. E. (2008). التحديد المتزامن لـ SO₂ وSO₃ في غاز متدفق. بحوث الهندسة الكيميائية والصناعية، 47: 2449–2454.
IChemE (1987). إرشادات إجراءات تقييم المخاطر. مركز سلامة العمليات الكيميائية، معهد المهندسين الكيميائيين الأمريكي.
IHS Markit (2017). دليل الاقتصاد الكيميائي. أكتوبر 2017. متاح على الإنترنت.
International Market (2018). أسعار حمض الكبريتيك بتركيز 98.5%. متاح على الإنترنت.
Jiangxi Eloong Environmental Technology Co. Ltd. (2018). متاح على الإنترنت.
King, M., Moats, M., & Davenport, W. G. (2013). تصنيع حمض الكبريتيك: التحليل، التحكم، والتحسين. الطبعة الثانية، إلسفير، بولندا.
King, M. J., & Forzatti, R. J. (2009). المنتجات الثانوية القائمة على الكبريت في صناعة المعادن غير الحديدية. ضمن أعمال مؤتمر COM 48، مونتريال، 137–149.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2025 Comprehensive Journal of Science

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.








