فهرست مطالب

Gas Technology - Volume:1 Issue: 1, Summer 2016

Journal of Gas Technology
Volume:1 Issue: 1, Summer 2016

  • تاریخ انتشار: 1395/04/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • شهریار عصفوری *، رضا آذین، امین محمدرضایی صفحه 4

    خواص و ترکیب برش جمعی یک سیال نفتی تاثیر قابل توجهی بر رفتار فازی سیال دارد. شناخت روند تغییرات جرم مولکولی گروه‌ های متوالی تک کربن برش جمعی مستلزم داشتن یک تابع توزیع دقیق و قابل اعتماد است. مدل ‌های مختلف تابع توزیع موجود برای انواع خاص سیال قابل استفاده است. در این مقاله، تحلیل 30 سیال معرف یک مخزن گاز میعانی فوق عظیم نشان داد که ناپیوستگی در جرم مولکولی‌ های گروه‌ های تک کربن 8 و 13 است. توابع توزیع نمایی، گاما، چهارضریبی و چهارضریبی تصحیح شده بر این داده‌ ها اعمال شد تا ترکیب گروه‌ های تک کربن پیش‌بینی شود. نتایج نشان داد که تابع توزیع نمایی دقت لازم برای پیش‌بینی توزیع ترکیبات تک کربن به ویژه در نقاط ناپیوستگی ترکیب را ندارد. به علاوه، تابع توزیع گاما ناپیوستگی ترکیب در عدد کربنی 8  را به خوبی پیش بینی کرد ولی دقت لازم در عدد کربنی 13 را ندارد. خطای کلی محاسبات برای روش ‌های نمایی، گاما و چهارضریبی تصحیح شده به ترتیب برابر با 37/9٪، 12/04٪ و10/71٪ بدست آمد. مقایسه نتایج پیش بینی مدل چهارضریبی و مدل چهارضریبی تصحیح شده نشان داد که متغیرهای مدل به شدت وابسته به ماهیت سیال است و بر اساس داده‌ های میدانی موجود نیازمند بهینه‌ سازی می ‌باشد.

    کلیدواژگان: گاز میعانی، برش جمعی، تابع توزیع، مدل چهارضریبی
  • سمیرا مصلح، محمدرضا مزدیان فرد *، محمود همتی، قادر خان بابایی صفحه 12

    در دو دهه گذشته، تکنیکهای اصلاحی مختلف برای بهبود عملکرد غشا شامل غشاهای ماتریس آمیخته، ایجاد اتصال عرضی، پیوندسازی، آمیزه سازی پلیمری، ساخت غشاهای کامپوزیتی یا ترکیبی بکارگرفته شده است. استفاده از آمیزه سازی غشاهای پلیمری، رویکردی کم هزینه و سریع و در عین حال، تکنیکی پیشرفته برای جداسازی گاز است که در آن، دو یا چند پلیمر برای تولید ماده ای جدید با خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی بکاربرده می ‌شوند. در این مقاله، عملکرد جداسازی غشا آمیزه پلیمری جدیدی، بر پایه پلی (آمید-B اکسید اتیلن) و پلی اترسولفون گزارش می ‌شود. این غشاهای تخت با استفاده از روش قالبگیری محلول در نسبت های مختلف (40-10٪) به منظور بهبود عملکرد جداسازی غشایی مخلوط گازهایCO2/CH4  تهیه شدند. ویژه گی‌ های غشاهای ساخته شده سپس توسط آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) ارزیابی شدند، بطوریکه تغییرات طیفی در آن حاکی از تعامل متقابل مولکولی داشت و سازگاری طبیعت میان پلیمرها در این آمیزه را تایید می کرد. نفوذپذیری گازهای خالص (CH4 و CO2) نیز در دمای اتاق مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش درصد وزنی PES در غشا آمیزه Pebax®/PES  سبب افزایش گزینشگری CO2/CH4 و کاهش نفوذپذیری گازهای خالص گردید.

    کلیدواژگان: آمیزه سازی، جداسازی گازی، پلی (آمید-b-اتیلن اکساید)، پلی اترسولفون
  • رضا مسیبی بهبهانی *، ناصر حاجی علی اکبری صفحه 18

    یکی از مهمترین اهداف مهندسی گاز، توزیع بهینه گاز در شبکه های انتقال و توزیع گاز است. هرچند که اغلب این فرایند از مسایل غیر قابل اجتنابی مانند وجود خطا در تخمین نادقیق فشار در نقاط مختلف شبکه رنج می برد. اخیرا روش های بهینه سازی آماری برای حل این مشکل پیشنهاد شده است. روش های ازدحام ذرات و الگوریتم ژنتیک روش های مرسوم بهینه سازی برای این هدف هستند. هدف از این مطالعه مقایسه عملکرد این دو روش در یک مثال واقعی از شبکه ایران است و با انجام آزمایش 99.99 درصد دقت بدست آمد. در شرایط اعمال محدودیت و بار محاسبات یکسان بر دو روش، عملکرد روش ازدحام ذرات سریعتر و دقیقتر از الگوریتم ژنتیک مشاهده گردید. هر چند که تکرارپذیری روش الگوریتم ژنتیک بهتر از روش ازدحام ذرات بود.

    کلیدواژگان: شبکه گاز، بهینه سازی، بهینه سازی ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک
  • علی امیری *، منصور دفتریان صفحه 26

    به منظور براورد توان هیدروکربن زایی لایه های زغالسنگ (افق های D و E) و سنگ دربردارنده آن ها در سازند هجدک (ژوراسیک میانی- پایانی) در ناودیس زغالی کرمان، 32 نمونه زغالسنگ و 46 نمونه شیل برداشت شد. این نمونه ها به طریقه ژیوشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت و کمیت، کیفیت و بلوغ حرارتی مواد آلی آنها تعیین شد. براساس داده های حاصل از پیرولیز راک- اول مشخص شد که محتوای کل کربن آلی (TOC) در نمونه های زغالسنگ در وضعیت عالی قرار دارد. این شرایط برای نمونه های شیل نیز کم و بیش مشابه است. همچنین بررسی پتانسیل زایشی (GP) نیز نشان داد که اغلب نمونه ها پتانسیل قابل قبولی برای تولید گاز و نفت دارند. بنابراین، کمیت مواد آلی سازند هجدک در مجموع در شرایط خوب تا عالی ارزیابی شد. با بهره گیری از اندیس هیدروژن (HI) به عنوان یکی از مهمترین شاخص های تعیین کننده کیفیت سنگ های منشاء مشخص شد که نمونه های زغالسنگ و شیل سازند هجدک دارای اندیس هیدروژن از کمتر از 50 تا بیش از 600 میلی گرم هیدروکربن بر گرم سنگ بوده و عمده نمونه ها در بازه های 50 تا 200 و 200 تا 300 قرار می گیرند و بنابراین می توان کیفیت این مواد را از فاقد توان تولید هیدروکربن تا دارای توان تولید گاز و نفت در نظر گرفت. نوع کروژن موجود در این نمونه ها نیز در گروه های III و II-III قرار می گیرد و در نتیجه تولید گاز و نفت برای این ناحیه محتمل است. بالا بودن نسبت S2/S3 (3.70 تا 402.36) نمونه ها نیز تولید محصولات یادشده را تایید می کند. به منظور براورد بلوغ حرارتی مواد آلی از دو روش Tmax و انعکاس ویترینایت استفاده شد. مقادیر Tmax اغلب نمونه های مورد بررسی نشانگر قرارگیری آن ها در ابتدا تا انتهای پنجره نفتی است. بالاترین مقدار Tmax مربوط به منطقه تیکدر است که این بلوغ بالا (شرایط فوق بالغ) احتمالا به خاطر مجاورت با گسل کوهبنان است. اندازه گیری های قدرت انعکاس ویترینایت نیز از نشان داد که مقدار انعکاس از 0.5 تا 2 درصد در تغییر بوده و میانگین آن 1.18 است و این مقدار با پنجره نفتی مطابقت دارد. در نهایت، براساس کمیت، کیفیت و بلوغ حرارتی مواد آلی در ناودیس زغالی کرمان می توان اظهار داشت که این ناحیه پتانسیل کافی برای تولید گاز و به مقدار کمتر نفت را دارد. بعلاوه، لایه های زغالی در مجموع به خاطر داشتن مقادیر بالاتر محتوای لیپتینایت (تا 22 درصد) از شرایط بهتری برخوردارند.

    کلیدواژگان: ناودیس زغالی کرمان، هجدک، پتانسیل هیدورکربن زایی، پیرولیز، کروژن
  • علی گرمرودی اصیل*، اکبر شاهسوند، مرتضی اسفندیاری صفحه 49

    غلظت سولفید هیدروژن در گاز اسیدی ورودی به واحد بازیافت گوگرد از جمله پارامترهای مهم و تاثیرگذار می باشد که باید طراحان آن واحدها در هنگام تصمیم گیری برای انتخاب فرآیند یا ساختار درست جهت بدست آوردن بیشترین بازده بازیافت گوگرد در نظر داشته باشند. استفاده از حلال های ممانعت فضایی شده مانند آمین های نوع سوم ارتقاء یافته و همچنین ساختارهای متفاوت برای واحد تصفیه گاز، از جمله گزینه های مختلف برای غنی سازی گاز اسیدی (AGE) که به منظور کاهش غلظت دی اکسید کربن و هیدروکربن های آروماتیکی سنگین و افزایش غلظت سولفید هیدروژن در جریان خوراک ورودی به واحد بازیافت گوگرد انجام می گیرد، خواهد بود. در مقاله حاضر با استفاده از تلفیق نرم افزار اسپن-هایسیس و دو شبکه مجزا (به نام های شبکه رگولاریزاسیون و سیستم استنباط فازی- عصبی تطبیقی) نسبت به مقایسه توانایی غنی سازی گاز اسیدی حلال سولفینول-M (سولفولان+MDEA) در غلظت بهینه و حلال رایج MDEA، هنگامی که هر دوی آن ها به عنوان حلال واحد تصفیه گاز مورد استفاده قرار می گیرند، اقدام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی حاکی از آن بود که در غلظت بهینه حلال سولفینول-M (شامل 37% وزنی سولفولان و 45% وزنی MDEA) تمامی تولوین و اتیل بنزن و همچنین 80% از بنزن ورودی به واحد تصفیه گاز، از خوراک ورودی به واحد بازیافت گوگرد حذف خواهند شد. علاوه بر این، کسر مولی سولفید هیدروژن در خوراک ورودی به واحد بازیافت گوگرد از مقدار فعلی 48/33% به بالای 57% افزایش پیدا خواهد کرد. افزایش انتخاب پذیری حلال سولفینول-M باعث افزایش کسر مولی دی اکسید کربن در جریان گاز شیرین به حدود 5/4% خواهد شد که کماکان زیر مقدار مجاز می باشد.

    کلیدواژگان: غنی سازی گاز اسیدی، بنزن- تولوئن-اتیل بنزن، شبکه رگولاریزاسیون، سیستم استنباط فازی عصبی تطبیقی
  • میثم وحیدی فردوسی، امید صباغ کلات، محمد علی فنایی * صفحه 68

    در این تحقیق، اثر نوع آکنه بر نرخ انتقال جرم و میزان افت فشار در برج‌های شیرین سازی گاز طبیعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. بدین منظور از میان آکنه های مدرن، انواع Super Ring، Ralu Ring، Ralu Flow و همچنین از میان نسل دوم آکنه‌های موجود، نوع Pall Ring انتخاب شده و اثر جایگزینی هریک از آنها درون برجهای تماس، توسط نرم افزار Aspen Hysys بررسی شده است. لازم بذکر است که با توسعه یک برنامه محاسباتی در MATLAB و فراخوانی آن توسط نرم افزار مذکور، امکان پیش‌بینی پدیده طغیان فراهم شده است. به منظور اعتبار سنجی مدل‌های انتخابی نیز، نتایج شبیه سازی با اطلاعات استخراج شده از یک واحد واقعی مقایسه گردیده، با این تفاوت که اطلاعات تجربی موجود مربوط به واحدی است که از آکنه Pall Ring (نسل دوم) در برجهای تماس استفاده نموده است. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از آکنه Super Ring منجر به کاهش افت فشار و همچنین استفاده از نوع Ralu Ring باعث افزایش نرخ انتقال جرم خواهد شد. این درحالی است که استفاده آکنه Ralu Flow، به تنهایی می تواند هر دو هدف را برآورده نموده و منجر به افزایش ظرفیت شیرین سازی گاز گردد.

    کلیدواژگان: شیرین سازی گاز طبیعی، ستون جذب، پرکن، انتقال جرم، افت فشار
|
  • S. Osfouri*, R. Azin, A. Mohammadrezaei Page 4

    Properties and chemical composition of plus fraction in a petroleum fluid have a considerable impact on the fluid phase behavior. Understanding the trend of changes in molecular weight of successive single carbon number (SCN) groups in a plus fraction requires an accurate and reliable distribution function. Different distribution function models proposed so far may be applicable for certain types of reservoir fluids. In this work, analysis of 30 representative fluid samples in a supergiant gas condensate reservoir indicated a discontinuity in molecular weights of SCN groups at SCN=8, and SCN=13. The exponential, gamma, four-coefficient, and modified four-coefficient distribution functions were applied to these samples to predict the composition of SCN components. Results showed that the exponential distribution function does not predict the distribution of SCN composition accurately, especially in the aforementioned compositional discontinuities. Furthermore, the gamma distribution function was successful in predicting the jump in SCN=8 but failed at SCN=13. On the other hand, the modified four-coefficient model did predict the jumps in both SCN=8 and SCN=13. The overall error of calculations was 37.19%, 12.04% and 10.71% for exponential, gamma and modified four-coefficient models. Comparing four-coefficient and modified four-coefficient prediction results showed that the model parameters are strongly dependent on the fluid nature and need to be optimized based on available field data.

    Keywords: Gas Condensate, plus fraction, distribution function, four, coefficient model
  • S. Mosleh, M. Mozdianfard*, M. Hemmati, G. Khanbabaei Page 12

    In the last two decades, various modifying techniques have been employed to improve membranes performance including mixed matrix, cross linking, grafting, polymer blending, making composite or hybrid membrane. Blending of polymeric membrane is a cost and time effective approach and an advanced technique for gas separation, where two or more polymers are mixed to produce a new material with different and desired physical, chemical and mechanical properties. This work reports on the separation performance of a novel polymeric blend membrane based on poly(amide-bethylene oxide) and polyethersulfone blends. These flat sheet membranes were synthesized using solution-casting in different ratios (10-40%) in order to improve membrane separation performance of CO2/CH4 gas mixtures. Prepared membranes were then characterized by Fourier Transformed Infra-Red Spectroscopy (FTIR) where spectral changes indicated existence of molecular interaction among the polymeric blends, highlighting their compatible nature. Permeabilities of pure gases (CO2 and CH4) were also examined at room temperature. Results indicated that increasing wt.% PES in the Pebax®/PES blend membranes increased selectivity of CO2/CH4 and decreased pure gas permeabilities.

    Keywords: Blending, gas separation, poly(amide-b-ethylene oxide), polyethersulfone
  • R.M. Behbahani*, N. Aliakbari Page 18

    One of the most important goals of gas engineering is to optimally distribute gas in gas transmission and distribution networks; however, this process often suffers from some inevitable distribution network problems such as errors caused by inaccurate estimates of pressure at various points in the network. Recently, statistical optimization methods have been proposed to solve this problem. Particle Swarm Optimization (PSO) and Genetic Algorithm (GA) are common methods for this purpose. The purpose of this study is to compare the performances of these two procedures. If similar constraints and computational loads are applied to both methods, PSO can provide more accuracy and speed compared to GA, although repeatability of GA was found to be better.

    Keywords: Gas network, optimization, particle swarm optimization, genetic algorithm
  • A. Amiri*, M. Daftarian Page 26

    To evaluate the hydrocarbon potential of coal seams (D and E horizons) and their country rocks of Hojedk Formation (Middle to Upper Jurassic) at Kerman Coaly Syncline (KCS), 32 coal and 46 shale samples were collected. These samples were studied geochemically, and their quantity, quality and thermal maturity of organic matter were studied as well. According to Rock-Eval pyrolysis data, it was found that the total organic carbon (TOC) content of coal samples is in excellent condition. Such a situation is, more or less, the same for the shales. Genetic potential (GP) also indicated that the majority of the samples have acceptable potential for gas and oil generation. Therefore, the organic matter quality of Hojedk Formation was evaluated as good to excellent generally. The use of hydrogen Index (HI) as one of the most important factors determining the quality of source rocks showed that the coal and shale samples of Hojedk formation have fewer than 50 to over 600 mgHC/g rock, and majority of the samples fall in 50-200 and 200-300 mgHC/g rock category and therefore, it can be stated that the quality of organic matter varies from without potential to gas and oil potential. The existing kerogen types in these samples are mainly of the III and II-III and consequently, gas and oil generation in the region is likely. Relative high values of S2/S3 (3.70 to 402.36) confirmed the above-mentioned products. In order to evaluate the thermal maturity of organic matter, two different methods (Tmax and vitrinite reflectance) were used. Tmax values revealed that most samples of KCS are in the early to late oil generation window conditions. The highest Tmax (overmature condition) is related to the Tikdar stratigraphic section and this is probably due to its proximity to the Kuhbanan fault. Measurements of vitrinite reflectance also showed that Ro% ranges from 0.5 to 2% and the mean value of this factor is 1.18% and therefore, corresponds to the condition of oil generation window. Finally, based on the quantity, quality and thermal maturity of organic matter at KCS, it can be said that the region has adequate potential for gas and to a minor extent oil generation. Moreover, coal seams, because of enough liptinite contents (up to 22%), are in a better condition in general.

    Keywords: Kerman Coaly Syncline (KCS), Hojedk, Hydrocarbon potential, Pyrolysis, Kerogen
  • A. Garmroodi Asil*, A. Shahsavand, M. Esfandyari Page 49

    The concentration of H2S in the inlet acid gas is an important factor that sulfur plant designers must consider when deciding on the right technology or configuration to obtain high sulfur recovery efficiency. Using sterically-hindered solvents such as promoted tertiary amines and various configuration for gas treating unit are several alternatives for acid gas enrichment (AGE) to reduce the concentration of carbon dioxide and heavy aromatic hydrocarbons while enriching the H2S content of SRU feed stream. The present article uses combinations of Aspen-HYSYS software and two distinct networks (namely, Regularization network and adaptive neuro-fuzzy inference system) to compare the AGE capability of sulfinol-M (sulfolane MDEA) solvent at optimal concentration to traditional MDEA solution when both of them are used in a conventional gas treating unit (GTU). The simulation outcomes demonstrate that the optimal concentration of Sulfinol-M aqueous solution (containing 37 wt% Sulfolane and 45 wt% MDEA) will completely eliminate toluene and ethylbenzene from the SRU feed stream while removing 80% of benzene entering the GTU process. Furthermore, mole fraction of H2S in the SRU feed stream increases the conventional 33.48 mole% to over 57mole%. Increased H2S selectivity of optimal Sulfinol-M aqueous solution will elevate the CO2 slippage through sweet gas stream at around 4.5mole% which is still below the permissible threshold.

    Keywords: AGE, BTEX, Regularization network, MLP, ANFIS
  • M. Vahidi Ferdowsi, O. Sabbagh, M. Fanaei* Page 68

    This investigation attempts to evaluate and compare the effect of packing type on the mass transfer and pressure drop along the gas sweetening absorption column. To this aim, modern packings such as Super Ring, Ralu Ring, Ralu Flow and the second-generation packing (Pall Ring), have been used in simulated columns by using of Aspen HYSYS modeling software. Flooding calculation is made possible by linking Aspen HYSYS with MATLAB programing. The selected models validity is checked by comparison to empirical data from a real gas plant. It should be noted that empirical data is available just for second-generation packing. Comparison of these packings performance shows that Super Rings provide low pressure drop, Ralu Rings lead to high mass transfer and Ralu Flow packings can provide high mass transfer and low pressure drop in absorption columns. According to results, the capacity of gas treatment units can be significantly increased by replacing Pall Ring with Ralu Flow.

    Keywords: Natural gas sweetening, absorption column, packing, mass transfer, pressure drop