فهرست مطالب

نشریه مهندسی گاز ایران
پیاپی 10 (اسفند 1398)

  • تاریخ انتشار: 1399/01/20
  • تعداد عناوین: 7
|
  • احمد قضاتلو*، شهلا آذرشین صفحات 6-16

    در این تحقیق به منظور بهبود شاخص های اصلی فرایند تشکیل هیدرات از یک ساختار ترکیبی پیشنهادی استفاده شده که در سنتز و انتخاب ترکیبات آن یک مهندسی رفتار سطحی پیاده سازی شده است. زمینه اصلی این ساختار سورفکتانت SDBS است که به عنوان عامل محرکه فرایند انحلال انتخاب شده و در ساختار آن نانوذرات فلزی روی با هدف افزایش راندمان مرحله رشد و لایه پلیمری پلی استایرن با هدف حضور ایدیال و منفک نانوذرات و همچنین کنترل کف ایجادشده در سیستم وارد شده است. لایه پلیمری موردنظر ضمن اینکه قادر است میزان تولید کف و ناپایداری سیستم را در هنگام تجزیه گاز به طور قابل توجهی کاهش دهد، به عنوان یک پل ارتباطی گروه های عاملی کربوکسیل را جهت اتصال نانوذرات روی در کنار سورفکتانت ایجاد می کند. بدین ترتیب، لایه گذاری پلیمری برای سورفکتانت ها آن ها را برای کاربرد در مصارف صنعتی جهت ذخیره سازی و مخصوصا آزادسازی گاز از شکل هیدرات مستعد می کند. همچنین شواهد آزمایشگاهی دال بر آن است که استفاده از سیال عامل حاوی غلظت کمی از ساختار ترکیبی پیشنهادی این تحقیق می تواند زمان فرایند تشکیل هیدرات را تا یک چهارم کاهش داده و حجم ذخیره سازی گاز را نیز دو برابر کند. این نتایج در استفاده از این ساختار مهندسی شده در طیف صنعتی بسیار جذاب بوده که مقادیر آن پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: هیدرات، سورفکتانت، پلی استایرن، نانوذرات، روی، القا، هسته زایی
  • محمد ایرانی*، رضا حیاتی صفحات 17-23

    یکی از رآکتورهای مورداستفاده در فرایند تبدیل گاز طبیعی به سوخت مایع (GTL) رآکتور دوغابی ستون حبابی (SBCR) است. این رآکتور علی رغم مزایای زیادی که نسبت به رآکتورهای مورداستفاده دارد، طراحی و افزایش مقیاس آن مشکل است. با توجه به پدیده های پیچیده موجود در این رآکتور و تجارب کسب شده توسط نویسندگان مقاله، در این تحقیق یک روش در قالب یک الگوریتم، جهت طراحی این نوع رآکتور پیشنهاد شده است. روش پیشنهادی برای طراحی یک رآکتور با ظرفیت هزار بشکه در روز که مشابه آن در شرکت Petro-SA آفریقای جنوبی وجود دارد، به کار رفت. ابعاد به دست آمده برای رآکتور از طراحی با استفاده از روش پیشنهادی با دقت بسیار خوبی با ابعاد رآکتور در حال بهره برداری مطابقت داشت. با توجه به نتایج، با استفاده از روش طراحی تاییدشده این تحقیق، می توان جهت طراحی رآکتورهای ستون حبابی با دقت خوب استفاده کرد.

    کلیدواژگان: رآکتور ستون حبابی، GTL، طراحی
  • فضل الله دهقانی، رضا مسیبی بهبهانی* صفحات 24-31

    گاز طبیعی از هیدروکربن های مختلفی تشکیل شده است که اکثر آن ها دارای ارزش اقتصادی خاص خود هستند. اتان یک ماده اولیه مهم پتروشیمی است. در این مطالعه، شبیه سازی و بهینه سازی فرایند بازیابی اتان در پتروشیمی بندر امام بررسی شده است. شبیه سازی کل فرایند با استفاده از شبیه ساز اسپن هایسیس (ورژن 10) انجام شده است و برای محاسبه خواص ترمودینامیکی از معادله حالت پنگ رابینسون استفاده شده است. با استفاده از شبیه سازی، ابتدا تاثیر مهم ترین پارامترهای حساس عملیاتی بر عملکرد فرایند بررسی شد و سپس دو پیکربندی بهبودیافته برای فرایند پیشنهاد گردید. از نتایج مطالعه موردی ما نتیجه گرفتیم که عملکرد فرایند باید با جریان برگشتی سرد اضافی که می تواند با عبور جریان بالای برج متان زدا از مبدل حرارتی (پیکربندی اول) یا از طریق فشرده سازی بخار بالای برج متان زدا با کمپرسور و عبور آن از شیر ژول-تامسون (پیکربندی دوم) فراهم شود، بهبود یابد. در پیکربندی اول با افزایش67/3درصدی جریان برگشتی، بازیابی اتان به 55/96درصد و در پیکربندی دوم با افزایش 58/24درصدی جریان برگشتی به 76/99درصد افزایش می یابد. تجزیه وتحلیل اقتصادی پیکربندی های جدید، مقرون به صرفه بودن این پیکربندی ها را اثبات می کند

    کلیدواژگان: بازیابی اتان، شبیه سازی، بهینه سازی، بررسی اقتصادی
  • محمدرضا دودمان کوشکی*، ابوالقاسم امامزاده صفحات 32-36

    مخازن شکاف دار طبیعی 20درصد از کل ذخایر نفت جهان را تشکیل می دهند. فرایند هدایت در این مخازن عمدتا در شبکه شکاف صورت می گیرد، در حالی که بخش عمده نفت در ماتریس است و پس از بازیابی اولیه نفت عمدتا در مخزن باقی می ماند. روش های ثانویه یا ثالث از جمله تزریق آب یا گاز در مخازن شکاف دار چندان کارآمد نیستند. یکی از روش های اصلاح برای کنترل و بهبود کارایی روش حجمی، تزریق فوم است. فوم در محیط متخلخل، یک فاز گازی پراکنده در خلال یک فاز مایع است که عمدتا از لایه های نازکی به نام لاملا ساخته شده است. لاملا به واسطه جذب سطحی در واسط گاز/مایع پایدار می شود. در این مقاله، آزمایش هایی جهت بررسی مکانیزم جابه جایی نفت در حین تزریق گاز و فوم در یک محیط متخلخل شکاف دار شفاف انجام شده است. از مواد شفاف مانند شیشه برای ساختن مدل های کوچک و بررسی جوانب مختلف جابه جایی مایعات در مقیاس حفره استفاده شده است. جابه جایی مایعات با استفاده از این مدل های کوچک مشاهده شده است و با توجه به خصوصیات هندسی و فیزیکی مایعات، گازها و جامدات ارایه شده بررسی می شوند. دسته بندی فوم ها بر اساس اندازه حباب و کسر گاز صورت می گیرد. استحکام فوم بر اساس میزان افت فشار در محیط شکاف اندازه گیری می شود. برای پایین آوردن فشار به یک فوم بسیار قوی و در نتیجه حباب های بسیار کوچک نیاز خواهیم داشت. بهره وری پایین تزریق گاز در مخزن شکاف دار ما را مجبور به استفاده از فوم به جای گاز می کند تا مقاومت کانال شکاف در برابر مایع تزریقشده افزایش یافته و تحرک گاز تحت کنترل درآید.

    کلیدواژگان: مخزن شکافدار طبیعی، تزریق گاز، فوم، مدل های کوچک، جابجایی نفت
  • هادی ابراهیمی*، حسام الدین نوربخش، اکبر زمانیان، جواد رهبر شهروزی، یحیی زمانی صفحات 37-42

    گاز سنتز ترکیبی از اجزای اصلی هیدروژن و منواکسیدکربن است که به عنوان یک ماده میانی با ارزش در فرایندهای مهمی نظیر تولید متانول، اتانول، آمونیاک، سنتز فیشر-تروپش در تبدیل گاز به مایع و سولفورزدایی به کار می رود. فرایندهای معمول صنعتی که تاکنون برای تولید گاز سنتز از گاز طبیعی توسعه یافته اند، واحدهای عظیم با مصرف انرژی بالا هستند. روش اکسیداسیون جزیی یا همان احتراق ناقص به دلیل مزایای نسبی متعددی که دارد می تواند به عنوان یکی از روش های جایگزین فرایند متداول ریفرمینگ مرطوب متان محسوب شود. بر همین اساس در تحقیق حاضر به مطالعه فرایند اکسیداسیون جزیی گاز طبیعی در مقیاس نیمه صنعتی (بنچ) به منظور تولید گاز سنتز در یک رآکتور پرداخته خواهد شد. طراحی و ساخت رآکتور مذکور همراه با یافتن مسیر بهینه و تعیین شرایط عملیاتی، علاوه بر کنترل نسبت هیدروژن به منو اکسیدکربن، می تواند منجر به تولید گاز سنتز با حداقل میزان دوده شود. نتایج حاصل از پایلوت اکسایش جزیی با محیط متخلخل نشان می دهد که می توان گاز سنتز با نسبت 1/14 تا 47/1 تولید کرد. گاز متان باقی مانده در محصول و آب و دی اکسیدکربن را در مرحله خالص سازی می توان حذف کرد. طبق مشاهدات انجام شده، زمانی که شعله در محل بالای شعله گیر پایدار بماند، محصول نهایی فاقد دوده است

    کلیدواژگان: گاز سنتز، رآکتور غیرکاتالیستی، اکسایش جزئی، محیط متخلخل
  • احسان جعفریان، امین حسنوند*، امین کولیوند، سجاد حاجی زمان، پیمان رضازاده صفحات 43-52

    در این تحقیق ابتدا شبیه سازی واحد جداسازی هوای پتروشیمی لرستان با استفاده از نرم افزار اسپن هایسیس و با انتخاب مدل ترمودینامیکی پنگ-رابینسون انجام شده است. در ادامه نتایج حاصل از شبیه سازی واحد در مقایسه با داده های واقعی بیانگر خطای اندک به میزان کمتر از 7/0درصد در شبیه سازی است. همچنین علاوه بر شبیه سازی واحد مذکور، بهینه سازی انرژی این واحد نیز به وسیله افزودن دو مبدل حرارتی فرایندی هریک با سطح های 018/1 و 819/5 مترمربع به ترتیب به جای استفاده از مبدل حرارتی 901 و قبل از ورود هوای تولیدی به مخزن Plant air منجر به صرفه جویی در مصرف انرژی به سبب حذف مبدل حرارتی 901 در طراحی نوین شد. علاوه بر این، توانستیم در طراحی جدید میزان زدایش آب از هوای ورودی به مخزن Plant air را نیز به واسطه وجود مبدل فرایندی مذکور از 3/32 کیلوگرم بر ساعت به 38 کیلوگرم بر ساعت برسانیم که این خود هم به لحاظ کاهش مصرف انرژی و هم به جهت ایمنی فرایند در ایام سرد سال به خصوص در مناطق سردسیر از اهمیت زیادی برخوردار است. در این طرح علاوه بر بهینه سازی واحد، محاسبات اقتصاد فرایند نیز انجام گرفت که در آن نرخ بازگشت سرمایه طرح اصلاحی 2 ماه برآورد شد که پس از این مدت حدود$/year 12/97755 سود در پی خواهد داشت.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، بهینه سازی، جداسازی هوا، مبدل حرارتی، اقتصاد فرایند، اسپن هایسیس
  • آرزو ملکشاه*، راحله سیدمرتضی حسینی صفحات 53-63

    قرارداد مشارکت در تولید از جمله قراردادهای مطرح در صنعت نفت جهان است. در قرارداد مشارکت در تولید، شرکت نفتی خارجی به عنوان پیمانکار با بخش دولتی کشور میزبان وارد قرارداد شده و ریسک عملیات نفتی را بر عهده می گیرد. اگر پیمانکار در عملیات نفتی موفق نشود باید منطقه را رها کند و مستحق دریافت هزینه هایش نیست؛ اما اگر موفق شود طبق قرارداد بابت هزینه و ریسکی که متحمل شده مستحق اخذ سهمی از نفت تولیدی به نام نفت هزینه است. علی رغم مطلوب بودن این نوع قرارداد در بسیاری از کشورهای برخوردار از نفت، این قرارداد به دلیل موانع قانونی موجود از مقبولیت خاصی برخوردار نیست. بر این اساس، مقاله حاضر درصدد بررسی جایگاه قانونی این قرارداد در ایران و شناسایی موانع قانونی موجود است.

    کلیدواژگان: قرارداد مشارکت در تولید، قراردادهای نفتی، سرمایه گذاری خارجی، قوانین نفتی
|
  • Ahmad Ghozatloo*, Shahla Azarshin Pages 6-16

    To improve the basic indexes of the hydrate formation process, , a proposed hybrid structure was used in this study, and a surface behavior engineering has been implemented to synthesize and select the components of it. The main agent of this structure is SDBS, a surfactant which has been selected as the driving factor for the dissolution stage. In this structure, zinc metal nanoparticles were stabilized to increase the efficiency of the hydrate growth stage and the polystyrene has been layered to provide an ideal and flexible nanoparticle and control the foam formation. The polymer layer, while capable of significantly reducing the amount of foam formation and decreasing the instability of the system during gas decomposition, provides a bridge between the carboxyl functional groups for bonding the zinc nanoparticles to the surfactant. Thus, polymer layer for surfactants makes them susceptible to industrial applications in the storage and especially release of hydrate from the gas. Experimental evidences also suggest that using a fluid containing a low concentration of the proposed composite structure can reduce the hydrate formation time by up to a quarter, and also double the volume of gas storage. These results are very attractive to use this engineered structure in industrial scale and its quantities are suggested.

    Keywords: Hydrate, Surfactant, Polystyrene, Nanoparticles, Zinc, Induction, Nucleation
  • Mohammad Irani*, REZA Hayati Pages 17-23

    One of the reactors used in the process of converting the natural gas into liquid fuel (GTL)is the Slurry Bubble Column Reactor (SBCR). Despite the many advantages of SBCR, it is difficult to design and scale up. Given the complex phenomena in the reactor and experiences acquired by the authors, in this paper a method is proposed in the form of an algorithm to design this reactor type. The proposed method was used for designing a reactor with a capacity of 1000 barrels per day is similar to that in the Petro - SA company of South Africa. The obtained dimensions for the reactor using the proposed method were in good agreement with the size of the reactor at operation. According to the results, the validated design method in this study can be used to design bubble column reactors with good accuracy.

    Keywords: Slurry Bubble Column Reactor, Gas to Liquid (GTL), Design
  • fazlallah dehghani, Reza Mosayebi Behbahani* Pages 24-31

    Natural gas consists of various hydrocarbons, all of which have their own economic values. Ethane recovery provides ethane, which is one of the most important petrochemical feedstocks. In this study, simulation and optimization of the ethane recovery process in Bandar Imam Petrochemical in Iran was investigated. Simulation of the entire plant was carried out using the HYSYS (V.10) simulator, and the Peng-Robinson equation of state was used to calculate the thermodynamic properties. Using process flow diagram data, the accuracy of simulation was examined. At first, performance of the plant was investigated, then two improved configurations for the plant were examined. Results show that the plant performance must be improved by feeding back the additional cold reflux bypassing the top stream of demethanizer tower through heat exchanger (first configuration) or by compressing the top products of demethanizer tower and passing it through Joule- Thomson valve (second configuration). The first configuration increased ethane recovery to 96.55%, which was due to 3.67% increase of reflux flowrate; the second one enhanced ethane recovery to 99.76%, which was due to 24.58% increase of reflux flowrate. Economic analysis proved that new configurations are cost-efficient.

    Keywords: Ethane recovery, Simulation, Optimization, Economic analysis
  • MohammadReza Doudman Kushki*, Abolghasem Emamzadeh Pages 32-36

    Naturally fractured reservoir account for 20% of world's oil reserves, in these reservoirs conductivity is mostly in the fracture network while the oil is mostly in the matrix and after primary recovery most of oil remains in the reservoir. Most of secondary or tertiary recovery methods such as water injection or gas injection are not efficient in fractured reservoirs. One of the remedy methods to control and improve volumetric sweep efficiency is foam injection. Foam in porous media is a dispersed gaseous phase within a continuous aqueous phase comprised mainly of thin films known as lamellae. The lamellae are stabilized by adsorption of surfactant at the gas/liquid interfaces. In the paper, experiments were performed to study the pertinent oil displacement mechanisms during gas and foam injection in a transparent fractured porous medium. Transparent material such as glass was used to construct micro models and to study various aspects of fluid displacement at pore scale. By using micro models, the displacement of the fluids can be observed and investigated in terms of micro-geometry and physical characteristics of the presented liquids, gases and solids. The classification of foams in based on their bubble size and gas fraction. The strength of foam is measured by the magnitude of the pressure drop that is generated along the medium. To create a large pressure drop very strong foams, and therefore very small bubbles, are required. Low productivity of gas injection in fractured reservoir leads to use foam instead of gas in order to increase resistance of fracture corridor against the injected fluid and to better control to mobility of gas.

    Keywords: Naturally fractured reservoir, Gas injection, Foam, Micro model, Oil displacement
  • Hessamoldin Nourbaksh, Akbar Zamaniyan, Javad Rahbar Shahrouzi, Yahya Zamani Pages 37-42

    Syngas, a mixture of hydrogen and carbon monoxide, is used as a valuable intermediate gas in important processes such as methanol, ethanol, ammonia, Fischer-Tropsch Synthesis as well as de-sulfurization units. Conventional industrial processes to produce syngas, such as steam reforming, demand high investments and are energy-consuming. Meanwhile, partial oxidation is an alternative method of syngas production with the advantage of lower H2/CO ratio. In the current work, a pilot scale syngas production by partial oxidation in a ceramic porous media is presented. The results obtained from the pilot show that a syngas with H2/CO ratio from 1.14 to 1.47 is produced. The product has lower carbon content than that of a reactor with a common burner. The remained methane, water and CO2 could be removed in the purification unit. According to the observation, when the flame is located upward in the burner, the final product is free of soot.

    Keywords: Syngas, Non-catalytic reactor, Partial oxidation, Porous media
  • Amin Hassanvand*, Amin Kolivand, Sajjad Hajizaman, Peyman Rezazadeh Pages 43-52

    In this research, the simulation of air separation unit of lorestan petrochemicals was carried out using Aspen Hysys software and by selecting the Ping-Robinson thermodynamic model. In the following, comparing the simulation results of the unit with the actual data, a slight error of less than 0.7% in simulation was revealed. In addition, the energy optimization of the unit was accomplished by adding two process heat exchangers with a surface of 1.098 and 5.819 m2, respectively, instead of using the heat exchanger 901and before the entry of air into the Plant Air reservoir, which resulted in energy savings due to the elimination of the heat exchanger 901 in the new design. Moreover, in the new design , due to using the process converter, we were able to reduce the amount of water drained from the air into the Plant Air reservoir from 32.8 kg/hr to 38 kg/hr, both in terms of energy consumption and safety. The process is very important in cold weathers, especially in cold regions. In addition to the unit's optimization, the economic calculations waer carried out, in which the return on investment for the correction plan was estimated to be two months, which would result in a profit of $97975.12 per year.

    Keywords: Simulation, Optimization, Air separation, Heat exchanger, Process economy, Aspen Hysys
  • arezoo malekshah*, rahele syyedmorteza hossini Pages 53-63

    The contract for production participation is one of the major deals in the world oil industry. In the contract for the participation in the production of the foreign oil company, it has entered into a contract with the public sector of the host country and will take over the risk of oil operations If the contractor does not succeed in oil operations, he must abandon the area and not be eligible for his costs, but if he succeeds in contracting for the cost and risk he has incurred, he will be entitled to a share Despite the desirability of this kind of contract in many oil-rich countries, the deal is not particularly acceptable due to legal barriers. Accordingly, the present article seeks to review the legal status of this agreement in Iran and identify legal barriersof the oil produced in the name of oil.

    Keywords: Contract for Production sharing, Oil Contracts, Foreign Investment, Oil Regulations