فهرست مطالب

مهندسی گاز ایران - پیاپی 4 (شهریور 1395)

نشریه مهندسی گاز ایران
پیاپی 4 (شهریور 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/07/30
  • تعداد عناوین: 8
|
  • صفحه 4
  • رضا احمدی پویا، سید محمدرضا نعمتی صفحه 5
    اساسا به منظور افزایش کیفیت بنزین نهایی تولید شده در واحدهای صنعتی ، بایستی برخی از ترکیبات و یا ناخالصی های موجود در این فرآورده را جدا نمود. از جمله مهمترین این ناخالصی ها می توان به ترکیبات آروماتیک و بنزن اشاره کرد. در برخی از واحدهای صنعتی (به ویژه واحدهای تبدیل کاتالیستی) با تزریق هیدروژن به بنزین در واحد هیدروژن زنی، محصولاتی نظیر بنزن و مشتقات آن، مواد سبک و پنتان را فرآوری می کنند. در چنین واحدهایی، کل خوراک، قبل از جداسازی سایر ترکیبات آن، به این واحد فرستاده می شود. راهکار مناسب جهت کاهش هزینه های تولید و مصرف انرژی، تفکیک ترکیبات مزاحم همراه خوراک پیش از ورود به واحدهای بعدی است. در این مقاله، روش های جداسازی مختلف جهت تفکیک جزء C6 از بنزین خروجی از واحدهای تبدیل کاتالیستی مورد بررسی قرار گرفته اند. کلیه ی گزینه های احتمالی ممکن به کمک نسخه ی سال 2006 نرم افزار Aspen Hysys شبیه سازی و با یکدیگر مقایسه شدند. بر پایه نتایج به دست آمده از طراحی و شبیه سازی، بهترین روش جداسازی برای مورد مطالعاتی فوق پیشنهاد گردیده است به طوری که با توجه به ملاحظات انرژی (میزان مصرف انرژی) و هزینه های عملیاتی (هزینه سالیانه کل)، برقراری رابطه بین آنها به گونه ای انجام شود که امکان دستیابی به یک سیستم جداسازی بهینه فراهم گردد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی توالی برج های تقطیر، جداسازی، جداسازی بنزن از بنزین
  • آرش نجفی، سعید طاهری صفحه 20
    مخازنی که به منظور ذخیره سازی و انتقال گازهای مایع تحت فشار به کار می روند همیشه در معرض خطر آتش سوزی و انفجار قرار دارند. مرور حوادث گذشته مخازن گاز مایع تحت فشار، نشان می دهد که شدیدترین و فاجعه آمیزترین حادثه ای که در طی ذخیره سازی گازهای مایع تحت فشار روی داده، انفجار بخار مایع جوشان نام دارد. بررسی و تحلیل این حوادث نشان می دهد علت اصلی انفجار بخار مایع جوشان، احاطه مخزن در آتش و در نتیجه ورود حرارت بالا به مخزن بوده است. در این مقاله، دو روش تامین ایمنی نسبت به بقیه روش ها، بیشتر مورد تاکید قرارگرفته است. نخست پیشگیری از آتش سوزی در اطراف مخزن و جلوگیری از رسیدن آتش به مخزن و دیگری بازرسی های دوره ای است. بازرسی دوره ای می تواند در پیشگیری از ایجاد نشتی در مخزن و همچنین سایر اتصالات و لوله های موجود کمک شا یانی کند.
    کلیدواژگان: انفجار بخار مایع انبساطی جوشان، بازرسی مخازن، مخازن گاز مایع تحت فشار
  • ترانه جغفری بهبهانی، ایرج مشرفی صفحه 31
    گاز همراه نفت خام حاوی سولفید هیدروژن است و باید با استفاده از محلول های آمین شیرین شود. در این پژوهش الگوریتم ژنتیک با استفاده از روش جستجوی مجذوری توسعه یافته و واحد شیرین سازی گاز با استفاده از روش توسعه یافته پیشنهادی، مورد ارزیابی قرار گرفته است. ژنتیک الگوریتم با جستجوی مجذوری، یک روش ترکیبی برای بهینه سازی اقتصادی یک واحد فرآیندی مدل شده با نرم افزارهای شبیه سازی فرآیند است. از طریق ترکیب الگوریتم ژنتیک عادی با الگوریتمی بر اساس جستجوی مجذوری می توان تعداد محاسبات مربوط به توابع هدف را کاهش داد. روش پیشنهادی شامل مزایای ژنتیک الگوریتم عادی و تکنیک های جستجوی مجذوری است. از جمله این مزایا، تعیین بهینه مطلق توابعی با احتمال ناپیوستگی بالا و با همگرایی بیشتری نسبت به ژنتیک الگوریتم عادی است. در این پژوهش بهینه سازی اقتصادی واحد شیرین سازی گاز با استفاده از ژنتیک الگوریتم با جستجوی مجذوری و ژنتیک الگوریتم عادی با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد در صورت استفاده از پارامترهای ژنتیکی یکسان، همگرایی ژنتیک الگوریتم با جستجوی مجذوری و همچنین دقت روش پیشنهادی بهتر از ژنتیک الگوریتم عادی است. نتایج نشان می دهد که افزایش غلظت دی اتانول آمین سبب افزایش جذب گازهای اسیدی، مصرف برق و بخار و آب شده و در نتیجه هزینه عملیاتی افزایش می یابد. همچنین افزایش دمای آمین ورودی به برج جذب سبب کاهش جذب سولفید هیدروژن می شود. این امر سبب کاهش مصرف برق و افزایش آب شده و هزینه عملیاتی را کاهش می دهد. افزایش مقدار جریان آمین در گردش و مقدار جریان بالاسری از برج دفع که در واقع افزایش در بار حرارتی ریبویلر است سبب افزایش جذب گازهای اسیدی، مصرف برق و بخارشده و در نتیجه هزینه ی عملیاتی را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: آمین، بهینه سازی، جستجوی مجذوری، ژنتیک الگوریتم، شیرین سازی گاز، گاز ترش
  • فائزه تاری، مرضیه شکرریز، سعید زرین پاشنه، احمد روزبهانی صفحه 64
    یکی از مهمترین منابع تولید گوگرد در دنیا و از جمله در ایران فرآوری گاز ترش در پالایشگاه ها است. در این راستا طی فرآیند شیرین سازی، گازهای ترش مانند سولفید هیدروژن موجود در جریان گازی جدا شده و به صورت جداگانه در بخش های مختلف مورد فرآورش قرار می گیرند. یکی از اصلی ترین این قسمت ها واحد کلاوس است. محصول گوگرد خروجی از این واحد خالص نبوده و اغلب حاوی میزانی سولفید هیدروژن محلول بوده که نیاز است قبل از ارایه به بازار مصرف طی فرآیند گاززدایی جدا و در محل های ایمن دفع گردد. این روش ها در دو قالب کلی گاززدایی کاتالیستی و غیرکاتالیستی انجام می شود. در این مقاله ضمن بررسی مزایای روش های کاتالیستی، روش های مختلف گاززدایی از گوگرد مذاب مورد بررسی قرار گرفته و روش منتخب معرفی می شود.
    کلیدواژگان: شیرین سازی، فرآیند کلاوس، گاز زدایی کاتالیستی، گوگردمذاب
  • حمیدرضا مهدی پور *، اشرف دهقانی اشکذری، رضا حیاتی صفحه 70
    به منظور جلوگیری از آلودگی محیط زیست و همچنین تولید گوگرد، گازهای اسیدی خروجی از پالایشگاه های نفت و گاز در واحد بازیافت گوگرد (SRU) تبدیل به گوگرد می گردد. به دلیل پایین بودن راندمان واحدهای بازیافت گوگرد، از واحدهای پاکسازی گاز پسماند (TGT) استفاده می شود تا با فرآوری بیش تر گاز پسماند خروجی از SRU، راندمان از حدود 96 درصد به بالای 99 درصد افزایش یافته و در نتیجه، محدودیت های زیست محیطی در زمینه انتشار گاز آلاینده دی اکسید گوگرد رعایت گردد. دمای گاز داغ خروجی از راکتور TGT، پیش از ورود به برج جذب می بایست به مقدار مناسبی کاهش یابد. بدین منظور می توان از یک سیکل آب در گردش و برج خنک سازی و یا یک کولر هوایی استفاده نمود. در این مقاله یک واحد صنعتی بازیافت گوگرد نمونه دارای TGT، مد نظر قرار گرفت و در دو حالت، تجهیزات مورد نیاز طراحی و از لحاظ هزینه های ساخت و عملیاتی مقایسه گردید. بررسی ها نشان داد استفاده از برج خنک کننده، هزینه ساخت کمتری دارد، ولی هزینه های عملیاتی آن بیشتر است.
    کلیدواژگان: برج خنک سازی، کولر هوایی، واحدهای پاکسازی گاز پسماند (TGT)
  • ضحی وطنی، ایمان فرزاد صفحه 77
    پدیده نفوذ مولکولی گاز محلول ما بین نفت موجود در ماتریس و شکاف در ناحیه گازی شده یکی از مکانیزم های تولیدی خاص مخازن شکاف دار است. وقتی که در مخازن شکاف دار با شکاف های خوب یا متوسط، در نفت موجود در شکاف های عمودی به دلیل گرادیان دمای مخزن، جریان همرفتی برقرار می شود، فرایند نفوذ مولکولی نقش حائز اهمیتی خواهد داشت. با کاهش فشار ناشی از تولید از ستون نفتی مخزن، حجم عظیمی از گاز موجود در بلوک های ستون نفتی از طریق شکاف ها به کلاهک گازی انتقال می یابد و فشار حباب نفت بلوک های ستون نفتی را کاهش می دهد و یا بر عکس با فشارافزایی مخزن از طریق تزریق گاز، فشارحباب نفت بلوک های ستون نفتی افزایش می یابد. به منظور بررسی نقش نفوذ مولکولی گاز محلول در تولید از مخازن شکافدار، مطالعه میدانی و تاریخچه تولید میدان هفتکل مورد آنالیز قرار گرفت. بررسی ها نشان داده است که با لحاظ پدیده نفوذ مولکولی، نفت اضافی درحدود 5/16 درصد از کل ذخایر قابل استحصال در طی دوره 20 ساله اولیه بهره برداری از میدان تولید شده است. به عبارت دیگر در صورت اغماض مکانیزم نفوذ مولکولی گاز در مخزن، محاسبات موازنه مواد، راندمان جابجایی با گاز را به میزان فوق الذکر کمتر و به همان میزان راندمان جابجایی با آب را بیشتر برآورد خواهد نمود.
    کلیدواژگان: رانش گاز محلول، صعود، نزول فشار حباب، مخازن نفتی شکاف دار، ناحیه گازی شده، نفوذ مولکولی
  • رهبر رحیمی، رضا مسیبی بهبهانی *، محمد جامی الاحمدی صفحه 87
|
  • Reza Ahmadipouya*, Seyedmohammadrezanemat Page 5
    Generally, gasoline product from a catalytic reformer is sent to hydrogenation units for separation of benzene and its derivatives from gasoline. Indeed, to produce desirable products, we need to inject hydrogen at hydrogenation unit. Because whole gasoline is sent to hydrogenation unit, the hydrogen consumption will increase. As a suggestion to decrease hydrogen demand, we can design a separation system as Three Product System )TPS) for catalytic reformer. By the new designed system, initially we can separate C6 fractions from output gasoline and then solely sending C6 fraction to hydrogenation unit to reduce hydrogen’s requirement. In this article, different types of TPS are discussed and the performance of these units along with design costs and energy consumption are estimated. Ultimately with comparing of their performance, optimum separation system has been suggested for case study.
    Keywords: Separation of benzene from gasoline, TPS separation system, Optimization of column sequencing
  • Arash Najafi*, Saeed Taheri Page 20
    Pressure liquefied gas storage tanks are always at risk of fire and explosion. Review of past events shows that the worst and the most tragic incident occurred during storage of pressurized liquid gas, is “boiling liquid expanding vapor explosion”. Most of boiling liquid expanding vapor explosion occurred in a tank surrounded by fire. The fire prevention around the tanks and periodic inspections are two main methods for pressure liquefied gas tanks safety. Periodic inspections of tanks significantly help prevention of leakages in tanks and pipes it.
    Keywords: Boiling liquid Expanding Vapor Explosion (BLEVE), Pressure Liquefied Gas (PLG), Tank inspection
  • Taraneh Jafari Behbahani *, Iraj Mosherefi Page 31
    Associated Gas with crude oil containing hydrogen sulfide, and amine solutions should be used to sweeten it. The genetic/quadratic search algorithm )GQSA) is a hybrid genetic algorithm )GA) for optimizing plant economics when a process simulator models the plant. By coupling a regular GA with an algorithm based upon a quadratic search, the required number of objective function evaluations for obtaining an acceptable solution decreases significantly in most cases. The GQSA combines advantages of GA and quadratic search techniques, e.g. determining a global optimum for a problem with a high probability for discontinuous as well as non-convex optimization problems while at the same time providing faster convergence than conventional GA. The performance of both the GQSA and the GA was compared using four different test functions and an economic optimization problem for a turbo-expander process. Numerical test results indicate that the convergence of the GQSA is either better than or at least comparable to those of GA for all tests employing the same genetic parameters. Also, the results show that the high concentration of ethanol amine increase acid gas absorption, power, steam and water consumption and thus operating costs increase. Also, high temperature of the inlet amine decreases the H2S absorption. It also reduces power consumption and increases the amount of makeup water and ultimately reduces operating costs. Increase the amount of circulating amine and overhead stream from the tower increase the acid gas absorption, electricity consumption and the operational cost.
    Keywords: Sour gas, Gas sweetening, Amine, Optimization, Genetic algorithm, quadratic search
  • Faeze Tari, Marzieh Shekarriz*, Saeed Zarrinpashne, Ahmad Ruzbehani Page 64
    Processing the sour gas is one of the main methods for production of sulfur in the country and worldwide. In this way, during the sweetening process, sour gases such as hydrogen sulfide are separated from the gas flow and processes in different units. Claus unit is one of these main sections. The output product of this unit is not pure and requires further degassing before introducing to the market. The degassing methods are generally taken in catalytic and non-catalytic approaches. In this paper, different degassing techniques have been described in addition to investigating the advantages of catalytic methods and the optimum method is finally introduced.
    Keywords: Molten sulfur, Catalytic degassing, Claus Process, Sweetening
  • Hamid Reza Mahdipoor *, Ashraf Dehghani Ashkezari, Reza Hayati Page 70
    In order to prevent environmental polution and production of elemental sulfur, the acid gases outcoming from the oil and gas refineries is converted to elemental sulfur in Sulfur Recovery Units )SRUs). Tail Gas Treatment Units )TGT) are applied at the end of SRU for more processing of tail gas. These TGT units enhance low recovery of sulfur from 96% to over 99%, and therefore, respect to environmental regulations in term of fatal SO2 emission. The temperature of outlet gas from TGT reactor should be decreased to a proper value. Fot this purpose, a cyrculation water together with a cooling column system or a air cooler can be considered. In this paper, a typical industrial unit of sulfur recoveryr equiped with tail gas treatment was considered and for these two cases, the required equipment were designed and the construction and operational costs were compared. The results show that using cooling column has lower construction cost than using air cooler system, but the operating cost is more than operating cost of air cooler.
    Keywords: Tail Gas Treatment Units (TGT), Cooling Column, Air Cooler
  • Zoha Vatani *, Iman Farzad Page 77
    Molecular diffusion of solution/non-equilibrium gas between oil within the matrix blocks and fracture system in the gassing zone is an important production mechanism of naturally fractured reservoirs. In well-to- moderately fractured reservoirs, the process of molecular diffusion, due to convective currents in the fissures will be active and large volumes of gas would be transported to the gas cap as reservoir pressure declines and consequently results in bubble-point pressure depletion of the oil zone. Conversely, in gas injection scenarios, molecular diffusion can transfer the gas of the gas cap to the matrix blocks and increases the bubble-point pressure of the oil. In order to evaluate the contribution of molecular diffusion in oil production of fractured reservoirs, production history of Haft-kel field was analyzed. Gas-in-place calculations indicated that in case of diffusion, extra oil of about 16.5 percent of the total recoverable reserve is produced during primary natural depletion period )20 years) of the reservoir. In other words, in the case of non-inclusion of molecular diffusion, material balance calculations overestimates oil displacement efficiency by water than that by gas to a value equal to amount of transported gas to the gas-invaded zone of the reservoir by diffusion process.
    Keywords: Bubble-Pint Pressure Elevation - Depression_Fractured Oil Reservoirs_Gassing Zone_Molecular Diffusion_Solution-Gas Drive