فهرست مطالب

نشریه مهندسی گاز ایران
پیاپی 17 (بهار و تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/05/29
  • تعداد عناوین: 6
|
  • اسدالله فرهادی صفحات 8-27

    متانول یکی از رایج ترین ترکیبات شیمیایی در صنایع پتروشیمی می باشد. این ترکیب به عنوان سوختی که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و دارای آلودگی کمتری است استفاده می شود. متانول قابلیت تبدیل به ترکیبات اتری، الفین، پلیمر، اسید استیک، وینیل استات و... است. در این تحقیق، ابتدا روش های تولید گاز متان به عنوان ماده اولیه متانول، سپس روش های تولید متانول با استفاده از گاز منواکسید کربن، دی اکسید کربن و متان بررسی شد. سنتز متانول از متان تحت شرایط حرارتی و تابش امواج نوری انجام می گیرد که به دمای بالای 200 درجه سانتی گراد و فشار بالای نیاز است. برای تعدیل شرایط واکنش از کاتالیزورهای مختلفی استفاده شد که نتایج نشان می دهد بهترین کاتالیزور، مشتقات فلز مس است. با استفاده از کاتالیزورهای بهینه شده تشکیل محصولات جانبی به حداقل رسید. همچنین با ثبت طیف پتانسیل تعلیق کلوییدی و با کمک روش تابعیت چگالی سازوکاری برای تولید متانول پیشنهاد شد.

    کلیدواژگان: متانول، متان، منواکسیدکربن، دی اکسید کربن، پتانسیل تعلیق کلوئیدی، روش تابعیت چگالی
  • اسماعیل قاسمی کفرودی، محمدرضا حبیبی، محمد خالدی سردشتی، محمدعلی مانیان، زینب سبحانی صفحات 28-42

    با توجه به افزایش روزافزون انتشارات گازهای گلخانه ای و فاجعه زیست محیطی متاثر از انتشار کربن، همچنین مطابق با الزامات قانونی ابلاغ شده طی آیین نامه اجرایی کنوانسیون تغییر آب وهوا و پروتکل کیوتو و راهبرد ملی تغییر اقلیم، استفاده از سیستم هایی که به مدیریت کربن و کاهش انتشارات کمک می کند بسیار ضروری می باشد. امروزه سیستم های تولید هم زمان برق و حرارت با توجه به کاهش تلفات، راندمان بالا و کمک به امنیت شبکه مورد توجه کشورهای توسعه یافته ی دنیا برای مصارف مسکونی قرار گرفته اند. برای استفاده از این سیستم ها در کشور ابتدا باید بازار هدف آن مشخص گردد، سپس با بررسی شرایط اقتصادی و ایجاد طرح های حمایتی به تشویق مصرف کنندگان مسکونی برای استفاده از این سیستم ها پرداخته شود.بدین منظور در مقاله ی حاضر، ابتدا مناسب ترین استان برای استفاده از این گونه سیستم ها انتخاب و سپس با استفاده از میزان مصرف برق و گاز منازل مسکونی مقایسه ای بین سیستم رایج و استفاده از سیستم mCHP انجام گردید و با توجه به قیمت های واقعی تحلیل اقتصادی انجام و در ادامه میزان انتشار آلاینده های هوا برای هر دو سیستم مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که استان تهران بهترین استان برای بازار این محصول می باشد. همچنین با توجه به تعرفه های کنونی استفاده از این سیستم می تواند پس از 6 سال بازگشت سرمایه داشته باشد، از طرفی مقادیر تولید آلاینده های CO2</sub>،CO ،NOx و SOx از سیستم رایج به ترتیب 60/9 ، 60/3، 54/7 و 100 درصد بیشتر از mCHP می باشد. نهایتا با توجه به بحث های اقتصادی و زیست محیطی، استفاده از سیستم تولید هم زمان با کمک سیاست های حمایتی ضمن بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش گازهای گلخانه ای قدم مهمی در جهت توسعه کشور می باشد.

    کلیدواژگان: سیستم تولید هم زمان برق و حرارت، شاخص نسبت نگهداشت هزینه، تحلیل اقتصادی، انتشار آلاینده های هوا، گازهای گلخانه ای، مدیریت کربن
  • مهدی امیرخانی، مازیار نوعی، علی حسینی، سلیمان مصلح، مسعود بیژنی صفحات 43-58

    در این مطالعه چاه AW-A میدان نفتی اهواز که به دلیل افت فشار جریانی بسته مورد تهدید قرار گرفته، مورد بررسی قرار گرفت. مطالعه و بهینه سازی چاه AW -A با بررسی سه گزینه تولید طبیعی از چاه، اصلاح ساختار داخلی چاه با راندن لوله مغزی و اعمال درصدهای متفاوت آب همراه و اعمال سامانه فرازآوری مصنوعی (با تزریق گاز) انجام گرفته است. در این مطالعه سعی گردید اطلاعات کلی مربوط به مسیر Black Oil را با توجه به اطلاعات Compositional به واقع نزدیک نموده و سپس مابقی مطالعات بر پایه مسیر Black Oil انجام گیرد. در این پژوهش از نرم افزار PIPESIM برای شبیه سازی فرازآوری با گاز در یکی از چاه های میدان نفتی اهواز و اثر تغییر اندازه و عمق لوله مغزی و مقایسه تاثیر برداشت از لوله مغزی های متفاوت و بهینه ترین قطر و عمق لوله مغزی استفاده گردید. مناسب ترین و بهینه ترین گزینه با توجه به شبیه سازی با نرم افزار استفاده از فرازآوری با گاز انتخاب گردید به طوری که می توان میزان تولید را در شرایط فعلی مخزن به 2217 بشکه بر روز رساند.

    کلیدواژگان: فرازآوری مصنوعی، افت فشار، لوله مغزی، شاخص بهره دهی، آنالیز حساسیت، برش آب
  • سید محمدحسین شریفی، آرمین ثابت قدم اصفهانی، یگانه داودبیگی صفحات 59-68

    این مقاله با انجام فرآیند اصطکاک اغتشاشی در حالت های مختلف بر روی فولاد St37 به بررسی تغییر خواص آن در برابر خوردگی پرداخته است. فرآیند اصطکاک اغتشاشی در 4 حالت روی فولاد St37 انجام شد. حالت اول فرآیند با سرعت دورانی 900rpm و بدون میکرو/نانو ذره، حالت دوم در سرعت دورانی 560rpm و با میکرو ذره ZrO2</sub>، حالت سوم با سرعت دورانی 560rpm و با نانو ذره ZrO2</sub> و حالت چهارم با سرعت دورانی 900 rpm و با نانو ذره ZrO2</sub> صورت پذیرفت. سرعت خطی در کلیه نمونه ها 100mm/min بود. مقاومت در برابر خوردگی هر 4 حالت با مقاومت در برابر خوردگی فولاد ST37 که هیچ فرآیندی بر روی آن انجام نشده بود (نمونه خام)؛ مقایسه گردید. نتایج نشان دادند که نمونه تولید شده با فرآیند اصطکاک اغتشاشی همراه با نانو ذره ZrO2</sub> و سرعت دورانی 900 rpm بیش ترین افزایش مقاومت در برابر خوردگی را دارد. نمونه های حاوی نانو ذره در هر دو سرعت دورانی 560rpm و 900rpm نسبت به نمونه ی خام، مقاومت در برابر خوردگی بیش تری داشتند. در نمونه ای که روی آن فرآیند به تنهایی و بدون حضور میکرو/نانو ذرات انجام شده بود و همچنین نمونه ای که از میکرو ذرات استفاده نموده بود؛ مقاومت در برابر خوردگی نسبت به فلز پایه کاهش یافت. افزایش سرعت دورانی فرآیند منجر به افزایش مقاومت در برابر خوردگی نمونه گردید.

    کلیدواژگان: فرآیند اصطکاک اغتشاشی، فولاد St37، مقاومت در برابر خوردگی، نانو ذره ZrO2
  • محمد دوستی، مسعود بیژنی، همدم مجد تیموری، سجاد سپاسی فر صفحات 69-79

    پسماند مایع یکی از مشکلات رایج در چاه های گازی است که می توانند سبب توقف تولید گردد. این پژوهش سعی کرده وقوع این پدیده را در یکی از میادین گاز میعانی خشکی ایران با استفاده از نرم افزار پاپیسیم بررسی کند. در این پژوهش تشکیل مایعات در مخزن گازی در میدان مورد نظر و رفتار این پدیده در طول تولید از چاه و روش های کنترل آن مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این پژوهش نشان دهنده رخداد پسماند مایع در چاه به علت افشار در مخزن به اندازه 2200 پام می باشد، سپس نرخ بحرانی پسماند مایع مقدار 2/6 میلیون فوت مکعب توسط نرم افزار پایپسیم محاسبه شد و راهکارهای مناسب برای کنترل تولید از چاه و پسماند مایع با استفاده از تغییر قطر لوله و همچنین استفاده از کاهنده جریانی بررسی شد که نشان دهنده این بود که استفاده از کاهنده و لوله با قطر مناسب می تواند تاثیر مناسبی بر کنترل تولید بگذارد.

    کلیدواژگان: پسماند مایع، رژیم های جریان عمودی، کاهش تولید گاز، رژیم جریان دوفازی، بهبود تولید، نرخ بحرانی پسماند مایعات
  • سهیلا زارع، عبدالرسول پورانفرد صفحات 80-93

    در این پژوهش، جذب گاز CO2</sub> توسط محلول آبی پپرازین و مایع یونی به روش سطح پاسخ (RSM) بر اساس طراحی مرکب مرکزی (CCD) به منظور طراحی آزمایش ها، ساخت مدل ها و یافتن شرایط عملیاتی بهینه برای دستیابی به پاسخ های مطلوب در محدوده دما، فشار و زمان مورد بررسی قرار گرفت. طراحی و بهینه سازی این گروه از واحدهای جداسازی، مستلزم داشتن داده های دقیق تعادلی و ترمودینامیکی بخار-مایع می باشد. در این تحقیق، شرایط بهینه ی بارگیری گاز CO2</sub> با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی تعیین گردید. تجزیه وتحلیل معادلات، مطابق رگرسیون چندجمله ای درجه دوم و تحلیل واریانس ANOVA انجام شد. مطابق نتایج به دست آمده، افزایش فشار و زمان و کاهش دما، منجر به افزایش میزان حلالیت گاز دی اکسید کربن در مخلوط آمینی گردید. شرایط بهینه ی جذب نیز در فشار bar 6/1، دمای °C 21 و زمان 1/5 ساعت به دست آمد. در انتها، مکانیزم تاثیر دما بر میزان حلالیت با اصل لوشاتلیه، تاثیر فشار بر حلالیت با قانون هنری و تاثیر زمان بر حلالیت با بررسی سینتیکی واکنش جذب تعیین گردید.

    کلیدواژگان: جذب گاز دی اکسید کربن، مخلوط آبی آمین پپرازین و مایع یونی، تعادل بخار-مایع، روش مرکب مرکزی
|
  • Asadollah Farhadi Pages 8-27

    Methanol is one of the most common chemical compounds in petrochemical industries. It is used as a fuel that is economical and has less pollution. Methanol can be converted into ether, olefin, polymer, acetic acid, vinyl acetate, etc. compounds. In this research, at first the methods of producing methane gas as the initial material of methanol, then the methods of producing methanol from carbon monoxide, carbon dioxide and methane were investigated. The synthesis of methanol from methane is carried out under thermal and radiation of light waves conditions. Which requires a temperature above 200 °C and high pressure. Various catalysts were used to adjust the reaction conditions, and that the best catalyst is copper metal derivatives. By using optimized catalysts, the formation of by-products were minimized. Also, by recording the potential spectrum of the colloidal suspension and using the density functional theory method, a mechanism for methanol production was proposed.

    Keywords: Methanol, Methane, Carbon monoxide, Carbon dioxide, Colloidal suspension potential, Density Functional Theory
  • Esmaiel GhasemiKafrudi, MohammadReza Habibi, Mohammad Khaledi Sardashti, MohammadAli Manian, Zeynab Sobhani Pages 28-42

    Today, combined heat and power generation systems have been taken into consideration by the developed country for residential use, due to reduced losses, high efficiency and help to network security. In order to use these systems in the country, the target market must be identified, then, by examining the economic conditions and creating incentive schemes to encourage residential customers to use these systems. For this purpose, in the present article, firstly, the most suitable province for the use of such systems was selected and then, by using the amount of electricity consumption and residential gas consumption, a comparison between the current system and the use of the mCHP system was made. According to the price Realistic economic analysis was carried out and further emissions of air pollutants were studied for both systems. The results show that Tehran province is the best province for this product market. Also, considering the current tariffs, the use of this system can return after six years, while the amount of pollutants production, and, from the current system are 60.9, 60.3, 54.7 And 100% more than mCHP. Finally, given the economic consideration and the need for countries to pay attention to reducing emissions, the use of the mCHP in conjunction with the Ministry of Energy’s support policies can be implemented in our country.

    Keywords: mCHP, Cost saving ratio, Economic analysis, Air pollutant Emissions, Greenhouse gases, Carbon management
  • Mehdi Amirkhani, Maziar Noei, Ali Hosseini, Soleiman Mosleh, Masoud Bijani Pages 43-58

    In this study, the AW-A well of Ahvaz oil field was investigated which is threatened due to closed flow pressure drop. The study and optimization of the AW-A well has been done by mixing three natural production options from the well, modifying the internal structure of the well by driving the tubing and applying different percentages of produced water and applying the artificial production system (with gas injection). In this study, it was tried to bring the general information related to the Black Oil route closer to the reality according to the compositional information, and then the other studies were conducted based on the Black Oil route. In this research, PIPESIM software was used to simulate the gas lift in one of the wells of the Ahvaz oil field and the effect of changing the size and depth of the tubing and comparing the effect of production from different tubings and the most optimal diameter and depth of the tubing. The most suitable and optimal option was gas lift method according to the simulation, so that the production rate can be increased to 2217 barrels per day in the current conditions of the reservoir.</em>

    Keywords: Artificial lift, Pressure drop, Tubing, Productivity Index, Sensitive analysis, Water cut
  • Seyed MohammadHossein Sharifi, Armin Sabetghadam-Isfahani, Yegane Davoodbeygi Pages 59-68

    In this paper, the effect of Friction Stir Processing (FSP) on the enhancement of St37 properties against corrosion has been investigated. The FSP was carried out in 4 modes on St37: The first state of the process was done with a rotational speed of 900 rpm and without micro/Nano particles, the second state was done at a rotational speed of 560 rpm and with ZrO2</sub> micro particles, the third state was done with a rotational speed of 560 rpm and with ZrO2</sub> nanoparticles and the fourth state was done with a rotational speed of 900 rpm and with ZrO2</sub> nanoparticles. The traverse speed in all samples was 100 mm/min. Corrosion resistance of all 4 prepared samples was compared with the one in St37 steel Base Metal (which FSP had not been done on it). The results showed that the sample produced by FSP with ZrO2</sub> nanoparticles and rotational speed of 900 rpm has the highest increase in corrosion resistance. All Nano dispersed samples showed more corrosion resistance than the Base Metal. The two samples, the FSPed one without any particle and the FSPed one with micro particles, showed less corrosion resistance in comparison to the one in Base Metal. Increasing the rotational speed of the process led to an increase in the corrosion resistance of the sample.

    Keywords: Friction stir processing, St 37, Corrosion Resistance, ZrO2 nanoparticle
  • Mohammad Dousti, Masoud Bijani, Hamdam Majd Teymouri, Sajjad Sepasifar Pages 69-79

    Liquid Loading is one of the common problems in gas wells that can cause production to stop. This research has tried to investigate the occurrence of this phenomenon in one of Iran’s onshore condensate gas fields using PIPESIM software. In this research, the formation of liquids in the gas reservoir in the target field and the behavior of this phenomenon during production from the well and its control methods have been studied. The results of this research show the occurrence of liquid Loading in the well due to overflow in the reservoir of 2200 psi, then the critical rate of liquid loading of 6.2 million cubic feet was calculated by Pipesim software and the appropriate solutions to control the production from the well and LL It was checked by changing the diameter of the tubing and also using a choke, which showed that the use of a reducer and tubing with the right diameter can have a good effect on production control.</em>

    Keywords: Liquid Loading, Vertical flow regimes, Gas production reduction, Two-phase flow regime, Production improvement, Critical rate of liquid loading
  • Soheila Zare, Abdolrasoul Pouranfard Pages 80-93

    In this research, the absorption of CO2</sub> by an aqueous solution of Amine Piperazine-Ionic liquid was investigated. The Response Surface Method (RSM) based on Central Composite Design (CCD) was used to design experiments, build models, and find optimal operating conditions to achieve optimal responses in the range of used temperature, pressure, and time. The design and optimization of this group of separation units requires to accurate equilibrium and thermodynamic data of vapor-liquid equilibrium. In this study, the optimal loading conditions of CO2</sub> gas were determined using the central composite design (CMD) method. Analysis of the equations performed using quadratic polynomial regression and ANOVA analysis of variance. Enhancement of the pressure and time and reducing the temperature cause increase the solubility of carbon dioxide gas in the amine mixture. The optimal absorption conditions were obtained at pressure 1.6 bar, temperature 21 ℃ and time 1.5 hours. Finally, the mechanism of temperature effect on solubility via Lochatelier’s principle, the effect of pressure on solubility by Henry’s law, and the effect of time on solubility by examining the kinetics of the adsorption reaction was investigated.

    Keywords: CO2 gas absorption, Amine Peprasine-Ionic liquid mixture, Vapor-liquid equilibrium, CMD