پایان نامه با کلمات کلیدی مصرف کننده، انعطاف پذیری، گاز طبیعی

دانلود پایان نامه ارشد

ز برای این لوله کشی های مذکور کربن استیل معمولی می باشد زیرا حجم گازهای عبوری بسیار زیاد بوده و به سرعت تخلیه می شوند، لذا ماندگاری در خطوط نداشته و مشکل خوردگی ایجاد نمی شود.
مزایای حاصل از اجرای این طرح به شرح ذیل می باشند:
1) تفکیک گازهای فلر با کیفیت های گوناگون که از واحدهای مختلف به خط اصلی فلر تخلیه می شوند؛ لذا گازهای با کیفیت بالا این قابلیت را داشته که با صرف هزینه های ناچیز، مستقیما به سیستم سوخت گازی تزریق گردند. در صورت وجود صرفه اقتصادی، گازهای فلر باقیمانده که حاوی مقادیر بالای گازهای اسیدی و ترکیبات ناخواسته هستند نیز در سیستم های تصفیه جدید یا تاسیسات موجود بازیابی می گردند.
2) کاهش سولفید هیدروژن موجود در گاز فلر تا حد مطلوب جهت استفاده به عنوان سوخت کمتر از 〖(400〗^ppm)
3) تفکیک هیدروژن موجود در گازهای ارسالی به فلر
4) کاهش اندازه و افزایش توجیه پذیری اقتصادی سیستم بازیافت گازهای فلر

5-4-1- تعیین ظرفیت و مشخصات سیستم بازیابی
همانگونه که پیش تر گفته شد دبی گازهای ارسالی به فلر در یک محدوده گسترده به شدت متغییر می باشد، لذا جهت بازیابی هر چه بیشتر گازها و انرژی اتلافی از این طرایق دو راهکار کلی موجود می باشد:
1) طراحی سیستم بازیافت با ظرفیت معادل بیشترین حجم فلرینگ اتفاق افتاده و نصب مخزن ذخیره سازی موقت گاز که توانایی نگهداری گازهای فلر در مواقعی که حجم آنها از ظرفیت طراحی سیستم بازیافت تجاوز می کند را داشته باشد.
2) طراحی سیستم بازیافت چند مرحله ای که بوسیله یک سستم کنترلی با تغییرات میزان گازهای ارسالی به فلر، مراحل مختلف در سرویس قرار گرفته یا از سرویس خارج گردند.
در پالایشگاه تهران، به دلیل وجود حجم بسیار بالای در دسترس گاز طبیعی پر فشار به عنوان گاز محرک، هزینه بسیار پائین سیستم جت کمپرسور گازی در مقایسه با سایر کمپرسورهای مکانیکی متداول نظیر کمپریورهای با رینگ مایع، و از سوی دیگر هزینه بسیار بالای مخازن ذخیره سازی گاز در حجم های بالا، منطقی است که سیستم بازیافتی با ظرفیت حداکثری 3600 کیلوگرم در ساعت، با سیستم متراکم سازی اجکتوری دارای سه شاخه موازی طراحی گردد. ظرفیت هر شاخه اجکتوری در حدود یک سوم ظرفیت کل سیستم ((kg/hr) 1369.14) بوده که این ظرفیت معادل بیشترین حجم فلرینگ اتفاق افتاده در پالایشگاه تهران می باشد. سیستم ذخیره سازی موقت گاز هم با جداکننده دو فازی ادغام می گردد، بدین صورت که ظرفیت این جدا کننده تا اندازه بیشترین حجم فلرینگ رخ داده در 12 ماه بررسی شده گذشته (در حدود 2.5 برابر ظرفیت حداکثری 3100مترمکعب( افزایش داده شود.
شایان ذکر است مشخصات در نظر گرفته شده جهت جریان خروجی سیستم بازیافت مذکور بر مبنای خصوصیات سوخت گازی پالایشگاه و نیز مشخصات خوراک ورودی واحد آمین فشار پائین موجود در واحد گوگرد سازی پالایشگاه جنوبی ( psi 70 ) در نظر گرفته شده است.

5-4- 2- تعیین تکنولوژی مناسب جهت سسیستم بازیافت
سیستم بازیافت انتخاب شده جهت پالایشگاه تهران، گازهای فلر جمع آوری شده از واحدهای مختلف فرآیندی را بوسیله تجهیزات متداول ایستگاه های تصفیه گاز مانند فلش درام، فیلتر گازی و خشک کن، از ناخالصی های اولیه و مایعات همراه تصفیه می نماید.
در ادامه جریان تک فاز گازی بدون ذرات آلاینده جامد توسط سیستم متراکم سازی جت کمپرسور گاز تا فشار مورد نیاز جهت تزریق به مخزن سوخت گازی پالایشگاه فشرده شده، هیدروکربن های سنگین آن در یک جداکننده دو فازی کندانس شده و سپس در یک پس کولر دمای افزایش یافته ناشی از متراکم سازی را تا دمای مناسب سیستم سوخت گازی کاهش می دهد. گاز بازیافت شده در این مرحله در یک آنالایزر آنلاین به منظور بررسی میزان ترشی و درصد ترکیبات سنگین تر از متان آنالیز شده و نتایج حاصل در یک برنامه کامپیوتری جهت محاسبه ارزش حرارتی و مقایسه سناریوهای اقتصادی در مورد مصرف آن مورد تحلیل قرار گرفته و یکی از سه مسیر ذیل انتخاب می گردد.
تزریق مستقیم به سیستم سوخت گازی
ارسال به واحد آمین فشار پائین
ارسال به برج های جداسازی ترکیبات هیدروکربنی سنگین ( LPG )
برنامه تحلیل ارزش حرارتی و انتخاب سناریو مصرفی، مطابق الگوریتم شکل 43 عمل می نماید.

شکل 43 – الگوریتم عملیاتی سیستم آنالیز آنلاین و برنامه کامپیوتری مصرف گاز فلر

طرح کلی واحد بازیافت گاز فلر با تکنولوژی جت کمپرسور گازی تشریح شده جهت پالایشگاه شمالی تهران در شکل 44 ارائه شده است.

شکل 44 – واحد بازیافت گازهای ارسالی به فلر پالایشگاه شمالی تهران
5-4- 3- محاسبات طراحی سیستم متراکم سازی جت کمپرسور گاز
سیستم متراکم سازی جت کمپرسور گازی مد نظر برای سیستم بازیافت گاز فلر پالایشگاه شمالی تهران، تحت دو سناریوی ذیل طراحی و محاسبه گردیده است.
سناریوی اول: یک اجکتور ساده تک مرحله ای
سناریوی دوم: سه اجکتور موازی تک مرحله ای
مشخصات حاصل از طراحی سناریو های اجکتوری فوق در جداول ذیل ارائه گردیده اند.
جدول 6 – مشخصات عملکردی اجکتور تک مرحله ای طراحی شده جهت جت کمپرسور گاز
پارامتر عملکردی
واحد
محدوده تغییرات
مشخصات جریان مکش
فشار
bar (abs)
1,88-2,03
دما

64,31
دبی جرمی عبوری )معادل(
Kg/hr
3595,84
وزن مولکولی
Kg/kmol
8-50
مشخصات تخلیه
فشار
bar (abs)
5,1
مشخصات جریان محرک
فشار
bar (abs)
56,2
دما

15
دبی جرمی عبوری )معادل(
Kg/hr
8400

جدول 7 – مشخصات ساختاری اجکتور تک مرحله ای طراحی شده جهت جت کمپرسور گاز
پارامتر عملکردی
واحد
محدوده تغییرات
فشار طراحی
محفظه تزریق محرک
bar (gage)
90
بدنه، دیفیوزر
bar (gage)
90
دمای طراحی

140
تست، بازرسی ( ASME Sec VIII – HEI – ANSI )
تست هیدرواستاتیک


تست غیر مخرب


بازرسی Visual


مشخصات هندسی
A [mm]
2800

C [mm]
300

D [mm]
350

B [mm]
2500

E [mm]
14

G [mm]
3

F [mm]
10

جدول 8 – مشخصات عملکردی هر اجکتور تک مرحله ای از آرایش موازی طراحی شده جهت جت کمپرسور گاز
پارامتر عملکردی
واحد
محدوده تغییرات
مشخصات جریان مکش
فشار
bar (abs)
1,88-2,03
دما

64,31
دبی جرمی عبوری )معادل(
Kg/hr
1369,14
وزن مولکولی
Kg/kmol
8-50
مشخصات تخلیه
فشار
bar (abs)
5,1
مشخصات جریان محرک
فشار
bar (abs)
56,2
دما

15
دبی جرمی عبوری )معادل(
Kg/hr
3200

جدول 9 – مشخصات ساختاری هر اجکتور تک مرحله ای از آرایش موازی طراحی شده جهت جت کمپرسور گاز
پارامتر عملکردی
واحد
محدوده تغییرات
فشار طراحی
محفظه تزریق محرک
bar (gage)
80
بدنه، دیفیوزر
bar (gage)
80
دمای طراحی

140
تست، بازرسی ( ASME Sec VIII – HEI – ANSI )
تست هیدرواستاتیک


تست غیر مخرب


بازرسی Visual


مشخصات هندسی
A [mm]
2675

C [mm]
290

D [mm]
335

B [mm]
2385

E [mm]
8

G [mm]
2

F [mm]
5

مقایسه بین پارامترهای عملکردی آرایش های مختلف طراحی شده برای سیستم متراکم سازی اجکتوری در جدول 10 ارائه شده است.
جدول 10 – مقایسه مشخصات عملکردی آرایش های اجکتوری مختلف در سیستم متراکم سازی واحد بازیافت
دبی جرمی سیال محرک (kg/hr)
دبی مکش (kg/hr)
سایز تخلیه (inch)
سایز مکش (inch)
تعداد اجکتور موازی
تعداد مراحل اجکتور
تعداد کندانسور
میانی
8400
3595,84
10
14
1
1
0
6400
2738,28
6
10
2
1
0
3200
1369,14
5
8
3
1
0
با توجه به مقایسه اقتصادی دو سناریوی فوق ، از آنجایی که سناریوی 1 نیاز به نصب اجکتور Standby دارد، لذا هزینه خرید و نصب تجهیزات در هر دو سناریو تقریبا یکسان می باشد. اما از آنجایی که سناریو 2 با نصب سه اجکتور موازی، انعطاف پذیری و کنترل بهتری روی جریان گازهای فلر ارائه می دهد، لذا سناریوی شماره 2 جهت واحد بازیافت پالایشگاه تهران ارائه گردیده است.[75]

5-5- راهکارها و سناریوهای بکارگیری گاز فلر بازیافت شده
5-5- 1- جنبه های فنی مرتبط
روش ها و راهکار های گوناگونی برای مصرف گاز های زاید بازیافت شده وجود دارد که هر کدام الزامات خاصی مرتبط با فرآورش اولیه و تاسیسات مورد نیاز دارند. انتخاب روش مناسب، وابسته به فرآیند مربوطه، ترکیب گاز و مقدار آن، فاصله از مصرف کننده های مورد نظر و ملاحضات فنی و اقتصادی موجود می باشد. در این بخش، تعدادی از جنبه های فنی برای فرآورش گاز ، تولید LPG ، انتقال گاز، و تولید برق به صورت مختصر ارائه شده است.
1) فرآورش گاز
گازهای فلر بازیابی شده عموما جهت بکارگیری در مصارف مختلف درون واحدی نیاز به فرآورش اولیه دارند که متناسب با نوع کاربرد مورد نظر متفاوت می باشد.
در ادامه توضیح مختصری در مورد فرآیندهای مختلف فرآورش گاز ارائه می گردد.
تراکم: پس از جمع آوری گازهای ارسالی به فلر و جداسازی اولیه در فلش درام و فیلترهای ابتدایی که در فشاری در حدود اتمسفر اتفاق می افتد، برای مصارفی همچون تولید LPG ، انتقال گاز، و تولید برق متراکم سازی گاز فلر مورد نیاز می باشد. برای تولید برق، گاز فلر باید تا حدود 30-25 بار متراکم گردد، در حالیکه انتقال گاز از طریق خط لوله به طور معمول تراکم تا فشار بالاتری را نیاز دارد. میعانات تولیدی در خلال متراکم سازی از گاز فلر جداسازی شده و به مخازن جمع آوری هیدروکربن های مایع ارسال می گردد.
دی هیدراتسیون: برای تولید LPG دی هیدراتسیون ضروری می باشد و در اغلب اوقات، اگر انتقال در خط لوله لازم باشد گاز فلر بازیافت شده می بایست دی هیدراته شود. دی هیدراتسیون به منظور ممانعت از تشکیل هیدرات گازی انجام می گردد که در غیر این صورت ممکن است در مناطق سرد و یا جایی که فشار بالا باشد و جریان گاز را در خط لوله مسدود نماید، تشکیل گردد. البته در موارد خاص، از قبیل انتقال گاز در فشار پائین در مناطق گرمسیر، هیدرات ها تشکیل نمی گردند. در چنین مواردی دی هیدراتسیون گاز قبل از انتقال در خطوط لوله ضرورتی ندارد.
می توان با زدودن بخار آب از گاز، از تشکیل هیدرات های گازی اجتناب نمود. در دبی های بالا، دی هیدراتسیون تقریبا همیشه بوسیله جذب آب در مایع رطوب گیر تری اتیلن گلیکول ( TEG ) انجام می پذیرد. در دبی های پائین، از لحاظ اقتصادی به صرفه تر است که از خشک کن های دسیکنت بستر ثابت استفاده نمود. این فرآیند فقط در فشارهای بالا به درستی عمل می نماید، و بنابراین پس از سیستم متراکم سازی قرار می گیرد.
خنک کاری : گاز غنی حاوی هیدروکربن های سنگین می باشد که در فشارهای بالا چنانچه گاز سرد شود کندانس خواهند شد. جمع شدن کندانسیت های گاز در خط لوله سبب کاهش ظرفیت خط لوله می گردد. مایعات همچنین ایمنی در مشعل های گاز را برای مصرف کننده ها تحت تأثیر قرار می دهند. بنابراین هیدروکربن های سنگین معمولا پیش از ارسال گاز به خطوط لوله انتقال جداسازی می شوند. خنک کاری همچنین برای گازی که بایستی در یک واحد LPG فرآورش شود مورد نیاز خواهد بود.
خنک نمودن گاز فلر تا حدود بین C°10- و C°20- ، برای زدودن هیدروکربن های سنگین، به طور معمول با استفاده از یک سیستم خنک کننده تراکمی انجام می شود.
شیرین سازی: اگر گاز ترش باشد، یعنی شامل سولفید هیدروژن، H2S باشد، نمی تواند مستقیما به فروش رسیده و یا در سایر مصارف بکار گرفته شود تا حدی به خاطر مسمومیت ناشی از گاز و تا حدودی به دلیل ماهیت خورنده اکسیدهای گوگرد که از سوختن ناشی می شود. اگر گاز ترش باشد سبب خوردگی لوله های فولادی نیز می گردد و خود سولفید هیدروژن ممکن است سبب ترک خوردگی تنش سولفیدی گردد. اغلب فرآیندهای متداول بکار برده شده برای شیرین سازی گاز عبارت از فرآیند جذب آمین، فرآیند غربال مولکولی ، و فرآیند آهن اسفنجی می باشند.
2) تولید گاز مایع LPG
در صورتی که نیاز به انرژی در واحد محدود باشد، تولید گاز مایع LPG راهکار بسیار جذابی برای استفاده از گازهای فلر بازیافت شده می باشد . LPG مخلوطی از هیدروکربن های با 3 تا

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه با کلمات کلیدی گاز طبیعی، شبیه سازی، دوره های زمانی، داده های ورودی Next Entries پایان نامه با کلمات کلیدی ارزیابی اقتصادی، گازهای گلخانه ای، زیست محیطی، توسعه مدل