فهرست مطالب

مهندسی گاز ایران - پیاپی 3 (اسفند 1394)

نشریه مهندسی گاز ایران
پیاپی 3 (اسفند 1394)

  • تاریخ انتشار: 1395/05/16
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مقالات
  • شیوا عباسیان راد، خدیجه رستمی خداوردیلو، فرشاد ورامینیان*، کیانا پیوندی صفحه 6
    هدف در این تحقیق بررسی آزمایشگاهی اثر ماده فعال سطحی غیر یونی لوریل الکل اتوکسیلات و کوپلیمر E.O/P.O در بازه ای از جرم مولکولی مختلف، بر میزان بازدارندگی تشکیل هیدرات گاز اتان است. بدین منظور، اندازه گیری زمان القا و بررسی سینتیک تشکیل هیدرات گاز اتان در حضور جرم مولکولی مختلف از این افزودنی ها در فشار 20 بار و دمای 277 درجه ی کلوین انجام شده است. نتایج به‏دست آمده، مناسب ترین جرم مولکولی برای افزایش زمان القا توسط این دو افزودنی را مشخص می‏کند.
    کلیدواژگان: هیدرات گازی، ماده فعال سطحی غیر یونی، کوپلیمر، لوریل الکل اتوکسیلات
  • امیر سفیری، معصومه خانچی، سعید سلطانعلی صفحه 12
    سوخت هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک و منبع انرژی نو و تجدیدپذیر به‏شمار می‏آید. تولید هیدروژن با استفاده از فرآیند ریفورمینگ یکی از متداول‏ترین و اقتصادی‏ترین روش‏های تولید هیدروژن در جهان است. در واقع تولید هیدروژن در فرآیند ریفورمینگ بخار به عواملی همچون فشار، دما و نسبت واکنش‏دهنده ها بستگی دارد. در این مقاله به بررسی تولید هیدروژن از گلیسیرین و اتانول به دو روش آزمایشگاهی و آنالیز ترمودینامیکی اشاره شده است. در محاسبه ترمودینامیکی از روش مینیمم کردن انرژی آزاد گیبس برای محاسبه غلظت تعادلی ذرات مختلف استفاده شده است. مقایسه بین نتایج آزمایشگاهی و ترمودینامیکی نشان می دهد که این دو روش نزدیکی خوبی به هم دارند. علاوه بر این، بررسی ها نشان می‏دهد که شرایط مناسب برای تولید هیدروژن در فشار پایین، دمای بالا و نسبت بالای واکنش‏دهنده به آب است.
    کلیدواژگان: تولید هیدروژن، تحلیل ترمودینامیکی، ریفورمینگ بخار، گلسیرین، اتانول
  • مهتاب غریبی صفحه 29
    بیش از 90% جهان اطراف ما از پلاسما تشکیل شده است. پلاسما به عنوان حالت چهارم ماده متشکل از فضای گازی یونیزه شامل یون‏ها، الکترونها، رادیکالهای آزاد شیمیایی و ذرات برانگیخته است. از آنجا که در دهه های اخیر، ورود تکنولوژی پلاسما در پژوهش‏های بنیادی و کاربردی علوم مختلف توانسته است صنایع وابسته به این تکنولوژی را متحول سازد، لذا به همین شیوه، فناوری پلاسما می تواند در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی نیز به طور چشمگیری وارد شود. تکنولوژی پلاسما، مزایای کلیدی را فراهم میکند. گازهای گلخانه ای تولید نمیکند، آثار تخریبی آن در محیط زیست پایین است و از همه مهمتر منجر به کاهش هزینه ی اقتصادی می شود. همچنین در جستجوی یک منبع جایگزین برای کاهش مصرف انرژی، پلاسما توانسته است روش های جدیدی برای تولید هیدروژن و گازهای غنی هیدروژنی برای فناوری پیل‏های سوختی و فرآیندهای تبدیلات گازی را پیشنهاد نماید. علاوه بر این، پلاسما قادر است آلاینده هایی سمی را حذف کند. استفاده از تکنولوژی پلاسما به منظور جایگزینی آن با تکنولوژی های موجود در مباحث مشعل‏های پلاسمایی، جوشکاری پلاسمایی، گازی سازی، محافظت کوره ها و بویلرها از فرسایش و خوردگی، تصفیه آب، پردازش پساب‏های شیمیایی و صنعتی، حذف آلاینده های سمی و... می تواند در افزایش بهره‏وری و صرفه‏جویی مصرف انرژی مفید باشد. از آنجا که تکنولوژی پلاسما به صورت گسترده ای توسعه نیافته است، بنابراین پتانسیل به کار گیری آن نیز بسیار فراوان خواهد بود.
    کلیدواژگان: تکنولوژی نوین پلاسما، پژوهش در پلاسما، فرآیندهای صنعتی پلاسما، صرفه جویی انرژی
  • احمد قضاتلو*، مجتبی شریعتی نیاسر، محسن حسینی صفحه 37
    در این تحقیق نانولوله های کربنی چندجداره (MWNT) به روش رسوب دهی بخار شیمیائی CVD توسط فرایند کاتالیستی در دمای C700 سنتز شده و توسط آنالیز XRD ساختار کریستالی و تصویر SEM ساختار فیزیکی آن تایید شد. سپس با اضافه کردن %1 وزنی از نانولوله های کربنی چند جداره در آب مقطر نانوسیال مربوطه تهیه و به منظور حصول پایداری کامل نانولوله ها 5/1 گرم سورفکتنت SDS به آن اضافه گردید. نانوسیال تهیه شده در فرایند تشکیل هیدرات گازی استفاده شد. پس از تشکیل هیدرات، با افزایش تدریجی دمای راکتور، هیدرات به آرامی ناپایدار شده و گاز از آن متصاعد شد. با تجزیه 95% از هیدرات تشکیل شده از گاز آزاد شده نمونه گیری و با آنالیز GC ترکیبات آن مشخص شد و درصد ترکیبات نسبت به گاز اولیه و همچنین عدم حضور MWNT مقایسه شد. به‏طور کلی فرایند هیدرات گازی موجب غنی شدن گاز از متان شده و هیدرات ناخالصی و ترکیبات غیر کربنی نامطلوب گاز طبیعی را درون خود نگه می‏دارد. نتایج به‏دست آمده حاکی از افزایش 97/2 درصدی متان نسبت به گاز اولیه و همچنین حذف ترکیبات خورنده همچون دی اکسید کربن و کاهش میزان ترکیبات نامرغوب مانند نیتروژن و اکسیژن است. همچنین نیاز به استفاده از فرایندهای تصفیه و خالص سازی نبوده و هنگام ذخیره سازی، گاز به شکل هیدرات و به طور موازی و بدون صرف هزینه اضافی، خالص‏سازی صورت می‏گیرد. به‏علاوه مشاهده شد که MWNT انحلال اولیه گاز در آب را تا 7/2 برابر افزایش و حجم ذخیره‏سازی گاز در هیدرات را نیز %5/12 بهبود داده است و موجب پایداری سریع‏تر هیدرات به مدت 1 ساعت شده است.
    کلیدواژگان: هیدرات، نانولوله های کربنی چند جداره، پایداری، غنی سازی، ذخیره سازی
  • جواد کشارو، ناصر ثقه الاسلامی صفحه 46
    در صنایع نفت وگاز همواره خطرات بالقوه ای وجود دارد که می‏تواند موجب بروز خسارت های مالی،زیست محیطی و صدمات جانی شدید و جبران ناپذیری شوند. لذا شناسایی دقیق خطرات عوامل بالقوه آسیب رسان، در صنعت نفت وگاز و مدیریت ریسک آنها با هدف بهبود ایمنی وکاهش توان حوادث ازاهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از این تحقیق مطالعه و شناسایی مخاطرات واحد تانک فارم پالایشگاه گازشهید هاشمی نژاد سرخس است. این واحد به دلیل ذخیره میعانات گازی با حجم بالا در مخزن های استوانه ای، همواره دارای پتانسیل مخاطراتی است که پیامدهای انسانی، زیست محیطی و مالی درپی دارد. در این تحقیق از بین روش های متعدد شناسایی مخاطرات از روش مطالعه مخاطرات و راهبردی به دلیل برتری نسبت به سایر روش ها استفاده شده است. همچنین برای افزایش دقت و سرعت در شناسایی مخاطرات ازنرم افزار PHA-Pro استفاده شده است. در این روش پس از تعیین گره های مطالعاتی، انحرافات مشخص و بر اساس عدد ریسک آنها پیشنهاداتی برای کاهش احتمال وقوع آنها ارائه شده است. نتیجه مطالعه نشان داده که بیشتر پیشنهادات شامل نصب تجهیزات هشداردهنده و آموزش پرسنل بوده است که با لحاظ کردن این نکات عدد ریسک انحرافات به حد قابل قبول می رسد.
    کلیدواژگان: مطالعه مخاطرات و راهبردی، تانک فارم، ریسک، عدد ریسک، شدت واحتمال ریسک، HAZOP
  • خدیجه رستمی خداوردیلو، شیوا عباسیان راد، کیانا پیوندی*، فرشاد ورامینیان صفحه 52
    بازدارنده های سینتیکی و ترمودینامیکی اثر بسزایی در کنترل و ممانعت از تشکیل هیدرات گازی دارند. هدف در این پژوهش، بررسی آزمایشگاهی هم افزایی دو گروه از بازدارنده های ترمودینامیکی و سینتیکی است؛ به این منظور سینتیک و زمان تاخیر تشکیل هیدرات گاز اتان در حضور ترکیب های مختلف از افزودنی های آمینو اسید گلایسین و گروه های مختلف نمک های فلزی بررسی شده است. آزمایش ها در دمای 275 درجه کلوین و فشار 23 بار در غلظت های مختلف 1، 3، 5 و 10 درصد وزنی از نمک ها انجام شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که اثر هم افزایی این ترکیب از بازدارنده ها، زمان القای تشکیل هیدرات گاز اتان را در فراتبرید بالاتر از 10 درجه سلسیوس، تا بیش از 3 ساعت افزایش دهد؛ البته غلظت موثر برای هر نمک متفاوت است.
    کلیدواژگان: نمک های فلزی، آمینواسید، هم افزایی، بازدارنده سینتیکی، هیدرات گازی
  • سید امیر حسین سیدموسوی، حسین آتشی، فرشاد فرشچی تبریزی*، سام رزمجویی صفحه 58
    سنتز فیشر تروپش واکنشی است که بر اساس کاتالیست هتروژن بین منوکسید کربن و هیدروژن (گاز سنتز) صورت می گیرد. محصولات واکنش شامل مخلوطی از هیدروکربن ها و ترکیبات اکسیژن دار است که عموما دربردارنده ی پارافین، الفین و الکل است. این فرآیند سوخت های هیدروکربنی تولید می کند که کیفیت بالایی داشته لذا توسعه آن می تواند بسیاری از مشکلات مربوط به آلودگی هوا را در صنعت حمل و نقل مرتفع نماید. جدیدترین بررسی مراجع نشان می دهد که از نقطه نظر مکانیسمی، مدل توزیع اندرسون شولز فلوری می تواند روند تولید ترکیبات هیدروکربنی را تبیین کند. راکتورهای بستر سیال، بستر ثابت و دوغابی سه نوع راکتور متداول در این فرآیند هستند که تنها دو راکتور آخر دارای کاربرد صنعتی هستند. فلزات گروه هشتم واسطه در جدول تناوبی مانند آهن، کبالت و روتنیوم به عنوان کاتالیست فرآیند مورد استفاده قرار می گیرند، اما تنها آهن و کبالت مورد قبول صنعت قرار گرفته اند.
    کلیدواژگان: سنتز فیشر تروپش، گاز سنتز، کاتالیست هتروژن، آهن، کبالت
|
  • Shiva Abbasian Rad, Khadije Rostami Khodaverdiloo, Farshad Varaminian*, Kiana Peyvandi Page 6
    In this work, experimental investigation of the effect of the nonionic surfactant lauryl alcohol ethoxylate and EO/PO copolymers with different molecular weights on the amount of inhibition of ethane gas hydrate formation was conducted. For this purpose, measurement of the induction time and study of the kinetics of ethane gas hydrate formation were performed in the presence of various molecular weights of these additives at 21 bar pressure and temperature of 277 K. The results achieved determine the best molecular weight for increasing the induction time by the two additives.
    Keywords: Gas Hydrate, Noninonic surfactats, Copolymer, Lauryl alcohol ethoxylate
  • Amir Safiri, Masome Khanchi, Saeed Soltanali* Page 12
    Hydrogen is considered as a clean fuel and a new and renewable energy source. Hydrogen production using the reforming process is one of the most popular and economical methods of hydrogen production in the world. In fact, hydrogen production by the steam reforming process depends on factors such as pressure, temperature and the ratio of reactants. This paper investigates the production of hydrogen from glycerol and ethanol through both experimental methodology and thermodynamic analysis. In thermodynamic calculation, the Gibbs free energy minimization method has been used for calculation of equilibrium concentration of various particles. Comparison between experimental and thermodynamic results indicates that the two methods are very close to each other. In addition, studies show that suitable conditions for hydrogen production are low pressure, high temperature and a high ratio of reactant to water.
    Keywords: Hydrogen Production, Thermodynamic analysis, Steam Reforming, Ethanol, Glycerol
  • Mahtab Gharibi* Page 29
    Over 90% of the universe is comprised of plasma. Plasma is the fourth state of matter that is an ionized gas consisting of ions, electrons, chemical free radicals and excited particles. The introduction of plasma technology into fundamental and applied researches of various sciences in the last decades has revolutionized industries related to this technology and hence plasma technology can similarly enter and impact the oil, gas and petrochemical industries significantly. Plasma technology provides a number of key benefits: it does not generate any greenhouse gases, it has low negative impact on the environment and most importantly it leads to decrease in economic costs. Furthermore, in seeking a replacement source for reduction of energy consumption, plasma has provided new methods for hydrogen production and hydrogen rich gases for fuel cells and gas transformation processes. Plasma can also remove toxic pollutants. Using plasma technology for the purpose of replacing it by technologies present in plasma torches, plasma welding, gas formation, protection of furnaces and boilers against erosion and corrosion, water purification, chemical and industrial waste treatment, removal of toxic pollutants, etc. can be useful in increasing productivity and saving energy. Since plasma technology is largely undeveloped, the potential for its utilization is also significant.
    Keywords: Plasma technology, Plasma research, Industrial plasma, Energy economy
  • Ahmad Ghozatlooa*, Mojtaba Shariaty Niassarb, Mohsen Hosseinb Page 37
    In this study, multi-walled carbon nanotube (MWNT) was synthesized by catalytic process of chemical vapor deposition (CVD) at 700 C and the crystal and physical structures of synthesized MWNT were confirmed by XRD analysis and SEM image respectively. Thereafter, the nanofluid was prepared by adding 1wt% of MWNT in distilled water and 1.5 g surfactant of SDS was added to the solution in order to achieve maximum stability of MWNT in water. The prepared nanofluid was used in the process of gas hydrate formation. After the formation of hydrate, with gradual increasing temperature of the reactor, the hydrate slowly became unstable and its gas was released. Through analysis of 95% of the hydrate formed, samples were taken from the released gas. Thereafter, the compositions were determined by GC analysis and were compared with the feed gas and also to MWNT non-existence. Generally, the process of gas hydrate formation causes enrichment of gas by methane and the hydrate holds within itself impurities and undesirable non-carbon compounds. The results showed a 2.79% increase in methane compared to the feed gas and reduction of corrosive compounds such as carbon dioxide and decrease of undesirable compounds such as nitrogen and oxygen. Moreover, there is no requirement for purification processes and during storage, gas is purified in the form of hydrate in a parallel manner and without any additional costs. In addition, it was observed that MWNT increased initial solubility of gas in water by 2.7 times and the volume of gas storage in hydrate by 12.5% and caused more rapid stability of hydrate for an hour.
    Keywords: hydrate, multi walled carbon nanotubes, stability, enrichment, storage
  • Javad Kasharou*, N. Saghatoleslami Page 46
    There always exist the potential hazards in the oil and gas industries for financial and environmental losses and irreplaceable injuries. Therefore, precise identification of potential risks in the oil and gas industries and risk management with the aim of safety enhancement and minimizing accidents are of great importance. The aim of this work is examination and identification of the risks of the tank farm unit of Sarakhs Shahid Hasheminejad Gas Refinery. This unit, because of storage of high volumes of gas condensate in cylindrical tanks, is always a potential risk causing human, environmental and financial impacts. In the present study, the Hazard and Operation Study (HAZOP) was used from among various methods of risk identification because of its advantage over other methods. Moreover, in order to increase accuracy and speed in risk identification, the PHA-Pro software was used. In this method, after identification of nodes, deviations were determined and based on a risk number, suggestions for reduction of their incidence were provided. The results of the present study reveal that most suggestions were related to installation of warning devices and personnel training, which if observed, the risk number of deviations will reach an acceptable level.
    Keywords: Hazard, Operability study, Tank farm, Risk Assessment, Risk, HAZOP, Severity, Likelihood
  • Khadije Rostami, Shiva Abbasian Rad, Kiana Peyvandi*, Farshad Varaminian Page 52
    Kinetic and thermodynamic inhibitors have a significant effect on control and prevention of gas hydrate formation. The purpose of this work is experimental evaluation of synergy between two groups of thermodynamic and kinetic inhibitors. For this purpose, the kinetics and delay time of ethane gas hydrate in the presence of various additive compounds of amino acid glycine and various metal salts were investigated. The tests were conducted at 275 K and 23 bar pressure in different concentrations of 1, 3, 5 and 10% of weight percent of the salts. Comparison of the results shows that the synergistic effect of this compound of inhibitors increases the induction time of ethane gas hydrate formation in subcooling above 10 C for over three hours. However, the effective concentration for each salt is different.
    Keywords: Amino Acid Glycine, Gas Hydrate, Kinetic, metal salt
  • Seyed Amir Hossein Seyed Mousavi, Hossein Atashi, Farshad Farshchi Tabrizi*, Sam Razmjooei Page 58
    Fischer Tropsch Synthesis is a reaction that takes place between carbon monoxide and hydrogen (syngas) based on heterogeneous catalyst. Products of the reaction include a mixture of hydrocarbons and oxygenates, comprising mainly of paraffin, olefin and alcohol. This process produces high quality hydrocarbon fuels and hence its development can alleviate many problems relating to transportation industry pollution. The most recent investigation of references reveals that from the mechanistic viewpoint, Anderson Schulz-Flory distribution model can determine the trend of hydrocarbon formation. Fluidized bed, fixed bed and slurry phase reactors are the three common types of reactors in the process; however, only the last two reactors have industrial usage. Metals from the VIIIB group of the periodic table such as iron, cobalt and ruthenium are used as process catalysts. However, only iron and cobalt have been accepted for industrial application.
    Keywords: Fischer Tropsch Synthesis, Syngas, Heterogeneous Catalysis, Iron, Cobalt