فهرست مطالب

Journal of Gas Technology
Volume:6 Issue: 2, Spring-Summer 2021

  • تاریخ انتشار: 1400/11/22
  • تعداد عناوین: 6
|
  • لاله شیرازی*، مهران سرمد، پیمان معین، رضا حیاتی، ساناز آناهید، مرضیه زارع صفحات 4-19

    بررسی صاحبان فناوری مایع سازی گاز طبیعی در مقیاس قابل حمل، نشان می دهد که فرآیندهای مبرد آمیخته تک مرحله ای، سیکل انبساطی نیتروژن و فرآیندهای خود سرمایش، برای تولید گاز طبیعی مایع شده، استفاده شده است. در بین فرایندهای نامبرده شده، فرآیندهای مبرد آمیخته تک مرحله ای از بازده انرژی بالاتری برخوردار بوده و از تجهیزات دوار کمتری استفاده می کند. با توجه به مطالعات پژوهشگاه صنعت نفت در مورد فرآیندهای تجاری سیکل مبرد آمیخته تک مرحله ای و مطالعه بیش از 100 اختراع در این رابطه، فرایند مبرد آمیخته تک مرحله ای با یک جداکننده فازی (با 43٪ اشتراک در فرآیندهای مبرد آمیخته تک مرحله ای)، برای تولید گاز طبیعی مایع شده در مقیاس قابل حمل، انتخاب شده است. با توجه به پیچیدگی فرآیندهای مبرد آمیخته تک مرحله ای با چند جداکننده فازی، این نوع چرخه ها انتخاب نشده اند. از طرفی فرآیند مبرد آمیخته تک مرحله ای بدون جداکننده فازی به دلیل احتمال یخ زدگی هیدروکربن های سنگین موجود در مبرد، انتخاب نشده است.
    چندین فرآیند مبرد آمیخته تک مرحله ای با یک جداکننده فازی بر اساس چیدمان تجهیزات در بخش های مایع سازی و سردسازی قابل استفاده است. بامطالعه گسترده و با توجه به محدودیت های طراحی در مقیاس قابل حمل (به عنوان مثال حداقل تعداد تجهیزات ثابت و دوار، حداقل پیچیدگی فرآیند و ابعاد و غیره)، دو آرایش فرآیندی در این مقاله انتخاب، شبیه سازی و بهینه سازی شده است. آنالیز حساسیت بر روی فشار و دمای خوراک و همچنین اجزاء مبرد آمیخته و ترکیب درصد خوراک انجام شده است. انرژی مصرفی این دو آرایش محاسبه شده و پیچیدگی آن ها با یکدیگر مقایسه شده است. با توجه به پایین بودن میزان تولید LNG و لزوم سادگی فرآیند در مقیاس قابل حمل و با توجه به نتایج اقتصادی بهترین گزینه توصیه شده است.

    کلیدواژگان: LNG، مبرد آمیخته تک مرحله ای، بهینه سازی، آنالیز حساسیت و اقتصادی، طراحی قابل حمل
  • بهنام رنجبر، فائزه محمدی، مسعود رحیمی*، بهزاد خسروی، نادر عباسی صفحات 20-27

    در این تحقیق به منظور افزایش سرعت انتقال حرارت در یک گرم کن ایستگاه گاز شهری (CGS) نوع کلاسیک قطعه تعبیه شده در داخل کویل های حرارتی قرارگرفته است. استفاده از این قطعات باعث افزایش افت فشار می شود که استفاده از آن در اکثر مبدل های حرارتی یک عیب به حساب می آید. آما در این مورد پدیده کاملا مطلوب است فشار در خط انتقال شهری بایستی کاهش یابد. نوع بکار گرفته قطعه موردنظر از نوع مارپیچی است از استیل بدون درز بر طبق استاندارد شرکت گاز ساخته شده است. قطعات در هر هشت مسیر مارپیچ ایستگاه تقلیل فشار ماویان شهر کامیاران استان کردستان با ظرفیت 2500 مترمکعب بر ساعت نصب شده است. ارتقاء سرعت انتقال حرارت تا 47٪ به دست آمد که ازنظر صرفه جویی در انرژی و کنترل آلودگی کاملا مهم است.

    کلیدواژگان: قطعه تعبیه شده در لوله، ایستگاه تقلیل فشار، گرم کن، رگلاتور، ایستگاه گاز شهری
  • مصطفی جعفری، علی وطنی، محمدشهاب دلجو، امیرحسین خلیلی گرگانی صفحات 28-44

    مسئله سوزاندن گازهای فلر و رهاسازی آن ها به اتمسفر، به یکی از مشکلات صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی تبدیل شده است. اگر این صنایع بتوانند انرژی یا مواد ارزشمندی را از گازهای فلر تولید کنند، بسیار سودآور خواهد بود و همچنین محیط زیست هم آسیب کمتری خواهد دید. هدف از این تحقیق، طراحی، شبیه سازی و ارزیابی اقتصادی فرآیند تبدیل گاز فلر به دی متیل اتر به منظور تولید هم زمان بنزین، گاز مایع و هیدروژن در نرم افزار Aspen HYSYS v.11 است. فرآیند تبدیل گاز فلر به بنزین (FGTG) می تواند از دو مسیر تولید مستقیم یا غیرمستقیم دی متیل اتر صورت بگیرد (دو سناریو). در مقایسه اقتصادی این دو سناریو، هزینه فروش محصول ، سود عملیاتی ، کل هزینه سرمایه گذاری، نرخ بازده سرمایه گذاری و بازگشت سرمایه محاسبه خواهد شد. نتایج ارزیابی اقتصادی نشان می دهد که استفاده از فرآیند FGTG با تولید مستقیم دی متیل اتر (سناریوی دوم) به جای فرآیندFGTG با تولید غیرمستقیم دی متیل اتر (سناریوی اول) فروش محصول و سود عملیاتی را حدود 55 درصد و 65 درصد افزایش می دهد و همچنین کل هزینه سرمایه گذاری و هزینه یوتیلیتی به ترتیب حدود 30 درصد و 50 درصد کاهش پیدا می کند. سرانجام ، نرخ بازده سرمایه گذاری در فرآیند FGTG با تولید مستقیم دی متیل اتر و تولید غیرمستقیم دی متیل اتر به ترتیب 52 درصد در سال و 33 درصد در سال است و همچنین بازگشت سرمایه در سناریوی دوم 1/1 سال زودتر از سناریوی اول است.

    کلیدواژگان: گاز فلر، دی متیل اتر، بنزین، هیدروژن، سود عملیاتی، عسلویه
  • مرتضی زیودار، مسلم ابروفراخ صفحات 45-52

    در فرایند انتقال گاز طبیعی در خط لوله مشکلاتی نظیر هزینه ی بالای خرید و نگهداری کمپرسور ها در ایستگاه های تقویت فشار، تشکیل هیدرات گازی، تشکیل جریان دوفازی، آلودگی صوتی و هزینه بر بودن سرویس و نگه داری خطوط لوله وجود دارد . برای کاهش این مشکلات انتقال گاز طبیعی در حالت فوق بحرانی پیشنهاد می شود. متاسفانه اطلاعات بسیار محدودی در زمینه انتقال گاز طبیعی در حالت فوق بحرانی وجود دارد. در این تحقیق انتقال گاز طبیعی خط لوله سراسری چهارم ایران در حالت فوق بحرانی بررسی شده و نتایج آن با انتقال گاز در حالت معمولی مقایسه شده است. با انجام فرایند در حالت فوق بحرانی، تعداد ایستگاه های تقویت فشار از 10 ایستگاه در حالت معمولی به 4 ایستگاه کاهش یافت. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که افت فشار و انرژی کمپرسورها در حالت فوق بحرانی به ترتیب به اندازه 59٪ و 60٪ نسبت به حالت معمولی کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: حالت فوق بحرانی، انتقال گاز طبیعی، خطوط لوله، شبیه سازی
  • مریم کرمی، فریما علیخانی صفحات 53-64

    در سال های اخیر، بازیابی گرمای اتلافی برای کاهش مصرف انرژی و تامین انرژی موردنیاز به یک روش امیدبخش برای حل بحران انرژی تبدیل شده است. در این مطالعه، از گرمای اتلافی ایستگاه های کاهش فشار گاز برای تولید آب شیرین با استفاده از یک واحد آب شیرین کن رطوبت زنی- رطوبت زدایی استفاده شده است. با مدل سازی سیستم پیشنهادی در نرم افزار اسپن هایسیس، تاثیر پارامترهای مختلف بر میزان تولید آب شیرین ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد که میزان بهینه دبی آب شور و جریان هوا برای یک ایستگاه کاهش فشار گاز با ظرفیت 50،000 مترمکعب استاندارد بر ساعت (SCMH)، به ترتیب 0/165 کیلوگرم بر ثانیه و 0/2 کیلوگرم بر ثانیه است. همچنین مشخص شده است که با کاهش فشار ورودی گاز از psi 1000 به psi 400، میزان تولید آب شیرین حدود 52/2٪ کاهش می یابد. افزایش نرخ تولید آب شیرین با افزایش ظرفیت ایستگاه کاهش فشار از SCMH 10،000 به SCMH 50،000 حدود 62٪ است. علاوه بر این، میزان تولید آب شیرین در ایستگاه کاهش فشار گاز با SCMH 10،000 با افزایش دمای آب شور ورودی به رطوبت زن از °C40 به °C80 حدود 4/4٪ افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: ایستگاه کاهش فشار گاز، شیرین سازی آب، واحد رطوبت زنی-رطوبت زدایی، شبیه سازی عددی، اسپن هایسیس
  • حمید خدری، غلامرضا جمالی، احمد قربانپور صفحات 65-82

    قابلیت اطمینان یکی از مهم ترین شاخص های ارزیابی عملکرد در حوزه نگهداری و تعمیرات محسوب می شود. تحقیق حاضر که به صورت آمیخته انجام شده است به دنبال شناسایی مولفه های شکست ناپذیری و بررسی تاثیر آن ها بر قابلیت اطمینان سیستم با استفاده از پویایی سیستم ها انجام شده است. در بخش کیفی تحقیق با استفاده از روش تحلیل مضمون، با مشارکت 10متخصص خبره سازمانی و دانشگاهی، عوامل شکست ناپذیری در قالب 254 کد باز، 18 کد سازمان دهنده و دو کد فراگیر با مرور ادبیات تحقیق و استفاده از نرم افزار ماکس کیودا نسخه 2020 شناسایی و دسته بندی گردید.در ادامه و در بخش کمی تحقیق ارتباط مولفه های سازمان دهنده شکست ناپذیری به روش رگرسیون چندگانه باقابلیت اطمینان سیستم موردبررسی قرار گرفت. سه معیار یادگیری، افزونگی و بحث های اکتشافی به عنوان عواملی که بیشترین تاثیر بر قابلیت اطمینان سیستم را دارند شناسایی و انتخاب شدند. تاثیر این شاخص ها بر قابلیت اطمینان سیستم در محیطی پویا و با استفاده از نرم افزار ونسیم نسخه DDS شبیه سازی گردید. نتایج بیانگر تاثیر مثبت هر سه معیار یادگیری، افزونگی و بحث های اکتشافی در بهبود قابلیت اطمینان سیستم در منطقه ده عملیات انتقال گاز است و شاخص افزونگی بیشترین تاثیر و مولفه های یادگیری و بحث های اکتشافی در رده های بعدی تاثیرگذاری در بهبود قابلیت اطمینان سیستم قرار دارند.

    کلیدواژگان: نگهداری و تعمیرات، قابلیت اطمینان، شکست ناپذیری، پویایی سیستم، انتقال گاز، تحلیل موضوعی
|
  • Laleh Shirazi, Mehran Sarmad, Peyman Moein, Reza Hayati, Sanaz Anahid, Marzieh Zare Pages 4-19

    On review of skid-mounted LNG technology providers, single mixed refrigerant (SMR), ni-trogen expander and self-refrigerated processes have been used for LNG production in skid scale. However, SMR processes are more efficient and have lower rotating equipment. By RIPI comparative study on commercialized SMR processes and more than 100 patents in this topic, the SMR process with one phase separator (by 43% sharing in SMR processes), has been selected for skid LNG plant. Regarding to process complexity of multi-phase separators in SMR loop, these types of cycles were not selected. Otherwise SMR process without phase separator was not selected for skid LNG plant because of the freezing possibility of heavy hydrocarbon refrigerants in this configuration. Several single-phase separator SMR processes can be used based on arrangement of equipment in liquefaction and refrigeration sections. By extensive study and according to skid design limitations (e.g., the minimum number of fixed and rotating equipment, minimum process complexity and dimension and etc.), two process arrangements has been selected, simulated and optimized. Also, a sensitivity analysis on the feed pressure and temperature as well as the composition of MR and feed was done. Energy consumption of these two configurations was calculated and the complexity of them was compared. According to the results obtained in this study and considering lower total annualized cost of LNG unit and the necessity of pro-cess simplicity in the skid scales, the best case was recommended for LNG skid-mounted packages.

    Keywords: LNG, Single Mixed Refrigerant, Optimization, Sensitivity & Economic analysis, Skid Design
  • Behnam Ranjbar, Faezeh mohammadi, Masoud Rahimi*, behzad khosravi, Nader Abbasi Pages 20-27

    In this study, in order to increase the heat transfer rate in the heaters of the City Gas Station(CGS), a classic type of a tube insert was placed into its heating coils. The use of the inserts will lead to increase in the pressure drop that maybe treated as disadvantage of using inserts in some heat exchangers. However, in this case pressure drop is quite favor phenomenon as pressure should be reduced in city gas transfer line. The type of the given insert is spiral, and is made of seamless steel in accordance with the gas pipe production standard. The inserts are embedded in eight coil paths in the heater of Mavian pressure reducing station of in Kamyaran city of Kurdistan Province with capacity of 2500 m3/h. Heat transfer enhancement up to 47% obtained, which is quite important from energy saving and environmental pollution control point of view.

    Keywords: Tube Insert, Pressure Reducing Station, Heater, Regulator, CGS
  • Mostafa Jafari, Ali Vatani*, Mohammad Shahab Deljoo, Amirhossein Khalili-Garakani Pages 28-44

    It is well known that burning flare gases and releasing them into the atmosphere has become one of the problems of the oil, gas, and petrochemical industries. If these industries can produce energy or valuable materials from flare gases, it will be very profitable and less harmful to the environment. The purpose of this investigation is to design, simulation and economic evaluation the process of converting flare gas to dimethyl ether (DME) for the production of gasoline, Liquefied petroleum gas (LPG), and hydrogen by Aspen HYSYS v.11 software. The flare gas to gasoline (FGTG) process can be indirect or direct DME production (two scenarios). In the economic comparison of these scenarios, the total product sales, operating profit, total capital cost, desired rate of return (ROR), and payoff period (POP) will be calculated. The economic evaluation results show that using the FGTG process with direct DME production (second scenario) instead of the FGTG process with indirect DME production (first scenario), increases the product sales and operating profit by about 55% and 65%, and also the total capital cost and utility cost is decreased by about 30% and 50%, respectively. Finally, the desired ROR in the FGTG process with direct DME production and indirect DME production is 52 percent/year and 33 percent/year, and the POP for the second scenario is approximately 1.1 years earlier than the first scenario.

    Keywords: Flare Gas, DME, Gasoline, Hydrogen, Operating Profit, Asaluyeh
  • Mortaza Zivdar*, Moslem Abofarakh Pages 45-52

    Natural gas transmission processes in the pipeline encounter many problems, such as the high cost of purchasing and maintaining compressors in pressure boosting stations, the formation of gas hydrates, the formation of two-phase fluid, noise pollution, and service and maintenance costs of the pipeline. To solve these problems, natural gas transmission in the supercritical state (dense phase state) is recommended. Unfortunately, there is limited information on the transmission of natural gas in the dense phase. In this research, the natural gas transmission of Iran’s fourth national pipeline in the supercritical state has been studied, and the results have been compared with the normal state. By performing this process in the dense phase mode, the number of pressure stations was reduced from 10 stations in the normal mode to 4 stations in the dense phase mode. The results of this study also showed that the pressure drop and energy of compressors in the dense phase state were reduced by 59% and 60%, respectively.

    Keywords: Dense Phase, Natural Gas Transmission, Pipelines, Simulation
  • Maryam Karami, Farima Alikhani Pages 53-64

    In recent years, recovering waste heat to reduce energy consumption and provide the energy needs has become a promising method to solve the energy crisis. In this study, the waste heat from gas pressure reducing stations is used to produce fresh water using a humidificationdehumidification desalination unit. Using Aspen HYSYS to model the proposed system, the effect of different parameters on the fresh water production rate is evaluated. The results show that optimum saline water and air flow rates are 0.165 kg/s and 0.2 kg/s, respectively, for a gas pressure reducing station by a capacity of 50,000 standard cubic meters per hour. It is also found that by decreasing the gas inlet pressure from 1000 psi to 400 psi, the fresh water production rate is decreases by about 52.2%. The increase of the fresh water production rate by increasing the capacity of the pressure reducing station from 10,000 to 50,000 standard cubic meters per hour is about 62%. Furthermore, the fresh production rate at gas pressure reducing station with 10,000 SCMH increases 4.4% by increasing the saline water temperature entering the humidifier from 40ºC to 80ºC.

    Keywords: Gas Pressure Reducing Station (PRS), Water Desalination, Humidification-Dehumidification, Unit, Numerical Simulation, Aspen HYSYS
  • Hamid Khedry, Gholamreza Jamali*, Ahmad Ghorbanpour Pages 65-82

    Reliability is one of the most important performance evaluation indicators in maintenance and repair filed. The present study is a mixed design attempting to identify the antifragility components and their effect on the system reliability using the system dynamics. In the qualitative section, using by the thematic analysis method, with the participation of 10 organizational and academic experts, antifragility factors were identified in the form of 254 open codes, 18 organizing codes and two global codes with the review of literature and using Maxqda 2020 software. In the quantitative part of the research, the relationship between the antifragility factors with the system reliability was investigated using multiple regression method. The three criteria of learning, redundancy and exploratory discussions were identified and selected as the factors that have the highest impact on system reliability. The effect of these indicators on system reliability in a dynamic environment was simulated using the Vensim software, DDS version. The results show the positive effect of all three criteria of learning, redundancy and exploratory discussions on improving the reliability of the system in the area in gas transmission Company-zone 10. Also, the redundancy index had the highest effect and learning components and explorative discussions were in the next classes of impact on improving the system reliability.

    Keywords: Maintenance, Reliability, Antifragility, Dynamic System, Gas Transmission, Thematic Analysis