دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – مهندسی فرآیند

عنوان:

بررسی فرآیندهای خالص سازی گاز طبیعی

چکیده:

در این تحقیق به بحث و بررسی پیرامون فرآیندهای خالص سازی گاز طبیعی و آماده سازی آن به منظور تأمین خصوصیات مطلوب جهت استفاده های تجاری، فروش، خانگی و استفاده بی خطر از آن می باشد.

هدف از طراحی و نصب واحدهای خالص سازی گاز، جداسازی برخی ترکیبات مانند: گازهای اسیدی، آب، هیدروکربورهای سنگین و… به منظور تولید گاز با مشخصه های معین و مطلوب جهت مصارف و همچنین ملاحظات خطوط لوله می باشد.

نوع ترکیبات جدا شونده و میزان جداسازی به موارد مصرف و خوراک لازم برای واحدهای پایین دستی بستگی دارد.

بدیهی است همانند هر فعالیت صنعتی و تجاری، عملکرد واحدهای خالص سازی را نیز باید با حساب «هزینه – فایده» برای تولید محصول بررسی کرد. کارکرد بهینه واحدهای خالص سازی به طراحی و بهره بردای مناسب بستگی دارد.

در این تحقیق سعی شده است علاوه بر آشنایی با اصول و مبانی خالص سازی مسائل و مشکلات واحدهای خالص سازی نیز مورد توجه قرار گرفته و براساس اصول حاکم بر فرآیندهای خالص سازی، منابع علمی و تجارب عملیاتی نقطه نظراتی نیز ارائه گردد.

مقدمه:

با رشد روزافزون صنایع در دنیا به ویژه در کشورهای صنعتی و نیاز شدید به انرژی، اغلب کشورها به دلایل مختلفی از جمله فراوانی و پراکندگی میادین گاز طبیعی در جهان، هزینه کمتر استخراج، قیمت مناسب و قابلیت رقابت آن با سایر منابع انرژی (با توجه به ارزش حرارتی آن)، آلایندگی کمتر محیط زیست در قیاس با سایر سوخت های فسیلی و نیز به دلیل روند سریع کاهش ذخائر سوخت های فسیلی، درصدد جانشینی گاز طبیعی با سایر منابع انرژی و سوخت های فسیلی از جمله نفت برآمدند. اما این منبع انرژی با توجه به اهمیت آن دارای ناخالصی هایی نیز می باشد.

ترکیبات گوگردی که در گاز طبیعی، نفت خام و یا محصولات گرانیک یافت می شوند، اصولا به صورت گوگرد عنصری، هیدروژن سولفید، مرکاپتان ها (تیول ها)، سولفیدها با زنجیره باز (آلیفاتیک) یا آلکن سولفیدها و سولفیدهای آروماتیک، دی سولفیدها، سولفیدهای حلقوی اسباع و تیوفن ها می باشند. نوع ترکیب گوگرد براساس اینکه مربوط به کدام یک از منابع گاز طبیعی یا نفت خام باشد، متفاوت است.

علاوه بر ترکیبات گوگردی و دی اکسیدکربن، همراه گاز طبیعی مقداری آب وجود دارد. این آب همراه یا در حین استخراج و یا در حین عملیات شیرین سازی به گاز طبیعی اضافه شده است. اگر از گاز طبیعی نم زدائی صورت نگیرد و آب همراه آن جداسازی نشود موجب تشکیل هیدرات و یخ زدگی در خطوط لوله گاز طبیعی می شود. با توجه به مطالب گفته شده خالص سازی و نم زدائی از گاز طبیعی به دلیل وجود مواد سمی مانند ترکیبات گوگردی و دی اکسید کربن و همچنین تشکیل هیدرات در اثر وجود آب همراه گاز طبیعی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار بوده و بررسی آن جهت آشنایی بیشتر با فرایندهای خالص سازی گاز طبیعی قابل توجه است.

فصل اول: گاز طبیعی و تصفیه آن

1-1- ذخائر زیرزمینی نفت و گاز

سوخت های فسیلی شامل نفت و گاز در عمق سه تا چهار کیلومتری اعماق زمین و در خلل و فرج لایه های آن با فشار چند صد اتمسفری به صورت ذخیره می باشند.

گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار (معدن) را می دهند، که در هردو صورت از نظر اقتصادی بسیار گران بها می باشند.

در صورت همراه بودن گاز طبیعی با نفت، گازها در داخل نفت حل می شوند و عمدتا نیز به همین صورت یافت می گردند و در این رابطه مولفه های فیزیکی هوا، حرارت و فشار مخزن تاثیرات مستقیم دارند و نهایتا در صورت رسیدن به درجه اشباع تجزیه شده و به لحاظ وزن مخصوص کمتر در قسمت های فوقانی کانسار و بر روی نفت یا آب به شکل گنبدهای گازی (GAS DONE) قرار می گیرند. گاها در مخازن گازهای محلول در آب نیز مشاهده شده است.

گاز متان در حرارت و فشار موجود در کانسارها متراکم نمی گردد، بنابراین همیشه به صورت گاز باقی مانده ولی در مخازنی که تحت فشار بالا هستند به شکل محلول در نفت در می آید.

سایر اجزای گاز طبیعی در مخازن نسبت به شرایط موجود در کانسار در فاز مایع و یا فاز بخار یافت می شوند.

گازهای محلول در نفت به مثابه انرژی و پتانسیل تولید مخزن بوده و حتی المقدور سعی می گردد به روش هایی از خروج آنها جلوگیری گردد، ولی در هرحال بسیاری از گاز محلول در نفت در زمان استخراج همراه با نفت خارج می گردند. در سال های پیش از انقلاب درصد بالایی از آن گازها از طریق مشعل سوزانده می شد و به هدر می رفت، ولی در سال های بعد تا به حال به تدریج و با ایجاد طرح هایی منجمله طرح آماک از آنها به عنوان تولیدات فرعی استحصالی از میادین نفت کشور به منظور تزریق به مخازن نفتی، تولید مواد خام شیمیایی و سوختی با ارزش مورد استفاده قرار می گیرند.

2-1- استخراج گاز

در ایران گاز طبیعی خام را از دو نوع چاه استخراج می نمایند:

1- چاه های مستقل گازی از قبیل میادین گاز پارس جنوبی، ناروکنگان، خانگیران، تابناک حوزه های نون – هما و میدان گازی پازنان و غیره.

2- چاه های نفت از قبیل میادین اهواز، آغاجاری، ماون، گچساران، بی بی خکیمه، رامشیر و غیره.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.