فهرست مطالب

مهندسی گاز ایران - پیاپی 5 (شهریور 1396)
  • پیاپی 5 (شهریور 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/06/31
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مسعود بهرامی*، سمیه علی دوست صفحه 7
    سیالات انتقال حرارتی مرسوم، مانند آب، روغن و اتیلن گلیکول که در صنایع مختلفی مانند فرآیندهای شیمیایی، تبرید، فرآیندهای سرد و گرم کردن، حمل و نقل، نیروگاه ها و صنایع با اندازه ای در حد میکرومتر که خصوصیات انتقال حرارتی ضعیفی دارند، استفاده می شوند. افزایش ضریب رسانش گرمایی ایده ی کلیدی برای بهبود ویژگی های انتقال حرارتی سیالات مرسوم است. از آنجایی که ذرات جامد دارای ضریب رسانش گرمایی بیشتری نسبت به سیال پایه هستند، انتظار می رود که معلق-سازی ذرات ریز جامد در سیال پایه، باعث بهبود ضریب رسانش گرمایی شود. سوسپانسیون رقیق حاوی ذرات نانومتری را نانوسیال می گویند که این دسته از سیالات خواص انتقال حرارتی را افزایش داده اند و به نظر می رسند که گزینه امیدبخشی برای سیستم های گرمایی نسل بعدی باشند. به همین منظور پارامترهای مختلفی که بر روی ضریب رسانش گرمایی نانوسیالات اثر می گذارند بررسی شده است و حتی مدل های مختلفی هم برای پیش بینی ضریب رسانش گرمایی آن ها ارائه شده است اما هنوز مدل واحدی که بتواند همه ی مکانیزم های احتمالی انتقال حرارت را برای نانوسیالات درنظر بگیرد وجود ندارد.
    کلیدواژگان: نانوسیالات، ضریب رسانش گرمایی، انتقال حرارت
  • محمدتقی ابدی، محمد ایرانی*، احمد توسلی صفحه 17
    با توجه به روند رشد صنعتی جهان و نیاز به مصرف بیشتر سوختهای فسیلی، در پالایشگاه ها، پتروشیمی و...، همواره یکی از خواسته های مدیریت انرژی ، پیرامون راهکارهای بهینه سازی ساختار واحدهای صنعتی و بازیابی گازهای فلر است. شبیه سازی می تواند یکی از مهمترین ابزارها جهت ارزیابی فنی و در نتیجه کمک به ارزیابی اقنصادی در فازهای مختلف مطالعاتی باشد. ارزیابی اقتصادی در هر پروژه نمایانگر سوددهی یا عدم آن است، هرچند ارزیابی فنی بسیار مهم و حائز اهمیت است اما بدون ارزیابی اقتصادی، آنالیز مساله کامل نیست و در تصمیم گیری ایجاد تردید می کند. شرط پذیرش راهکارهای فنی، اقتصادی بودن اجرای آن می باشد. در این مقاله ارزیابی اقتصادی برمبنای شبیه سازی انجام شده، و بیان کننده این است که واحد فشار افزایی با برگشت سرمایه 3 ساله بعنوان گزینه اول برای استفاده مجدد از گاز فلر می باشد، تبدیل گاز به مایع با برگشت سرمایه 4 ساله گزینه دوم و تولید انرژی الکتریسیته با برگشت سرمایه 9 ساله گزینه سوم می باشد.
    کلیدواژگان: بازیابی گاز فلر، مدیریت انرژی، تولید برق، فشار افزایی گاز، تبدیل گاز به مایع، ارزیابی اقتصادی
  • شهرام قنبری پاکدهی*، زینب نورپور، علیمراد رشیدی صفحه 29
    ترکیبات آلی- فلزی، نسل جدیدی از نانو جاذب ها با ظرفیت بالای جذب هستند که به دلیل ویژگی های منحصر به فرد مانند تخلخل بسیار بالا (بیش از 90 درصد حجم خالی)، سطح ویژه ی بسیار بالا(بیش از m2/g 4000)، روش های متنوع و ساده ی سنتز، قابلیت تنظیم اندازه ی منافذ، چگالی کم، زیست سازگاری بالا، پایداری مکانیکی و حرارتی بالا و همچنین مصرف انرژی کم حین فرآیند احیا، توجه محققین را به خود جلب کردهاند. این ساختارها بنا به ویژگی های استثنایی ذکر شده، در زمینه های بسیار متعددی از جمله جذب سطحی و کاتالیست، کاربرد دارند. از آنجاکه یکی از مهمترین و پرکاربردترین فرآیندهای صنعتی، فرآیند نم زدایی و جذب رطوبت در گازها و مایعات است در این مقاله نانوجاذب هایی که دارای معیارهای اساسی از جمله ظرفیت جذب بالا و پایداری عملیاتی در برابر آب هستند معرفی و با سایر جاذب های تجاری از جمله زئولیت ها و سیلیکاژل مقایسه گردیده اند. نتایج این تحقیق نشان داد که جاذب های آلی- فلزی به دلیل پایداری بالا در محیط آبی و خصوصیات سطح و تخلخل مناسب، از ظرفیت جذب بالایی برای نم زدایی برخوردار هستند.
    کلیدواژگان: چارچوب های آلی فلزی (MOFs)، جذب آب، ظرفیت جذب، چارچوب های پایدار، جذب سطحی، نم زدایی
  • مهدی نیکنام شاهرک * صفحه 40
    گاز طبیعی به عنوان یک سوخت پاک و در دسترس سالها است که مورد توجه می باشد. اتلاف حرارت در اغلب تاسیسات فرآیندی پالایشگاه ها ی گازی، امری اجتناب ناپذیر است. لذا باید از این حرارت اتلافی به بهترین نحوه ممکن استفاده و یا به نوعی آن را بازیابی کرد . در این مقاله ضمن معرفی و آشنایی با یکی از راهکارهای بازیافت حرارت یعنی لوله گرمایی ، به تجزیه و تحلیل امکان سنجی استفاه از لوله های گرمایی در سه واحد اصلی تصفیه گاز ، بازیافت گوگرد و تقطیر میعانات گازی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد سرخس پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از لوله های گرمایی در بخش های مختلف واحد های عملیاتی این پالایشگاه، سالانه در حدود 8/1 میلیون دلار صرفه جویی اقتصادی به همراه خواهد داشت.
    کلیدواژگان: واحد تصفیه گاز، بازیافت گوگرد، تقطیر میعانات گازی، لوله گرمایی، بازیافت انرژی
  • محمد ایرانی*، علی نخعی پور صفحه 57
    در این تحقیق برای بررسی تولید سوخت مایع از طریق فرآیند سنتز FTS از دینامیک سیالات محاسباتی و مطالعات تجربی استفاده شده است. برای مطالعات تجربی از راکتورلوله ای از جنس استیل با قطرcm 1.2 و طول 80 cm استفاده گردید که در آن از ذرات سرامیکی به منظور رقیق کردن ابتدای بستر کاتالیست جهت جلوگیریی از فرار دما و ایجاد نقاط داغ استفاده شد. هیدرودینامیک، واکنش های شیمیایی ، انتقال حرارت و جرم در داخل راکتور به کمک CFD شبیه سازی گردید. یک هندسه با تقارن محوری با تعداد شبکه (22016 از سلول های مربعی) ایجاد شد. رفتار غیر ایده آل ترمو دینامیکی مخلوط گازها بوسیله ی معادله حالت Peng- Rabinson مدل سازی شد.مدل های سینتیکی برای سرعت واکنش های FTS و واکنش های جابجایی آب گاز بر اساس مدل Langmuir-Hinshelwood برای هر کدام از اجزا انتخاب گردید.تطابق خوبی بین داده های تجربی و مدل بدست آمد.به دلیل هزینه ی بالا ی آزمایشات از مدل معتبر CFD به عنوان آزمایش مجازی استفاده شد و جهت بررسی تاثیر دما، فشار ، GHSV و نسبت H2/CO بر روی عملکرد راکتور مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: سنتز فیشر تروپش، GTL، راکتور بستر ثابت و کاتالیست ها یFe و CFD
  • علی امیرفخریان، سید رضا شادی زاده*، محمدعلی هاتفی صفحه 67
    به دلیل رشد فزاینده ی تقاضای انرژی، استفاده از روش های بهبود بهره وری (IOR) در مخازن امری اجتناب ناپذیر است. از آنجاییکه مخازن نفتی و گازی ایران بازدهی بالایی ندارند در نتیجه استفاده از روش های IOR برای افزایش تولید بسیار سودمند خواهد بود. هدف اصلی از انجام این مقاله ارتقای سطح برنامه ریزی و اجرای فرایندهای IOR در مخازن نفتی و گازی ایران با استفاده از تحلیل سوات (SWOT) می باشد. برای رسیدن به این هدف، از طریق مصاحبه با متخصصین با تجربه ی ایرانی به عنوان روش جمع آوری اطلاعات و همچنین استفاده از مفاهیم تحلیل SWOT، فاکتورهای چهارگانه ی مورد نیاز این تحلیل بدست آمدند. به عنوان بخشی از نتایج این مقاله، حمایت از منابع انسانی برای حضور در همایش ها و کارگاه های بین المللی و همچنین بازاریابی مناسب برای گاز و افزایش تولید و صادرات آن از مهم ترین خروجی های تحلیل SWOTبودند.
    کلیدواژگان: بهبود بهره وری، تحلیل سوات، مصاحبه
  • امیر تبذر *، محمدحسین غضنفری صفحه 77
    این مقاله خواص رئولوژی، پایداری و میزان هرزروی سیالات افرونی را ارائه می دهد. هشت مدل رئولوژیکی برای بررسی رفتار رئولوژی جریان سیالات افرونی به کار گرفته شده است و مدل مناسب برای پیش بینی رفتار جریان سیال انتخاب شده است. آنالیز پایداری سیال با استفاده از روش اندازه گیری نرخ درین سیال افرونی بررسی شده است. سپس میزان هرزروی این سیالات توسط تست استاندارد API filtration بررسی شده است. همچنین پارامترهای مدل های رئولوژیکی مختلف مانند شاخص جریان سیال، سازگاری سیال و نقطه تسلیم تعیین می گردد. نتایج حاصل نشان می دهد که وجود سورفکتانت های سدیم دودسیل سولفات و ستیل متیل تری آمونیوم بروماید باعث بهبود خواص سیالات حفاری افرونی شده است و سورفکتانت آنیونی سدیم دودسیل سولفات نسبت به سورفکتانت کاتیونی ستیل تری متیل آمونیوم بروماید در بهبود خواص سیالات حفاری افرونی دارای عملکرد بهتری می باشد.
    کلیدواژگان: سورفکتانت آنیونی و کاتیونی، سیال کلوییدی گازی افرونی، رئولوژی، پایداری، هرزروی سیال حفاری افرونی
|
  • Masoud Bahrami *, Somayyeh Alidoust Page 7
    Conventional heat transfer fluids, such as water, oil and ethylene glycol, are used in a variety of industries, such as chemical processes, refrigeration, cooling and heating processes, transportation, power plants and micro-sized industries with a low-heat transfer characteristic. Increasing the coefficient of thermal conductivity is the key idea to improving the heat transfer properties of conventional fluids. Solid particles have higher thermal conductivity than the base fluid, as a consequence it is expected that the heat transfer coefficient could be increased by suspending solid particles in the base fluid. Nanofluids, which are diluted suspensions containing nano-particles, seem to be a hopeful option for next generation of thermal systems. However, there are several researches reported the various parameters affecting heat transfer coefficient of nanofluids. In spite of several models have been proposed to predict their thermal conductivity coefficient, still a unique model that can predict all possible heat transfer mechanisms of nanoparticles is lacking.
    Keywords: Nanofluids, Thermal conductivity coefficient, Heat transfer
  • Mohammad Taghi Abadi, Mohammad Irani*, Ahmad Tavassoli Page 17
    Considering the process of industrial growth in the world and need to consume more of fossil fuels in the industry, including refineries, petrochemicals, etc, one of the energy management requirements is mainly on optimized structure of industrial units and recovery of flare gases. Simulation can be one of the main strategies for technical and economical evaluation of the various phases of the study. The economic evaluation which demonstrates profitability of the project is essential beside technical evaluation to make the right decision. In this paper, according to the Techno–economical evaluation of the proposed solutions, compression method with pay-back period of 3 years is the first choice. Gas to liquid conversion with pay-back period of 4 years and power generation from flare gas with 9 year pay-back period are recognized as the second & third options respectively.
    Keywords: Flare Gas Recovery, Energy Management, Power Generation, Gas to Liquid, Compression, Economic Evaluation
  • Zeinab Noorpoor, Shahram G. Pakdehi*, Alimorad Rashidi Page 29
    Metal-organic framework nanoadsorbents (MOFs) are a new type of nanoadsorbents with high adsorption capacity. They are interesting for investigators due to their unique characterizations such as very high porosity (more than 90% in pore volume), very high specific surface area (more than 4000 m2/g), different and simple methods for synthesis, adjustable pore diameter, low density, high biocompatibility, high mechanical and thermal stabilities, and finally low energy consumption for adsorbent reduction. Since the dewatering or dehumidification from liquids and gases is used extensively, the adsorbents are introduced and compared with commercial adsorbents such as zeoliths and silicagel. The results showed that the MOFs have high capacity in dewatering due to high stability in aqueous media, proper surface specifications and porosity.
    Keywords: Metal-organic frameworks (MOFs), Dewatering, Adsoprption capacity, Stable frames, adsorption
  • Mahdi Niknam Shahrak * Page 40
    Availability and greener combustion of natural gas (NG), as one of the biggest energy sources, has led to many attentions to NG in the world. Heat losses from various operation units of a gas refinery usually occurs. So the efficient recovery of the waste heats should be properly considered. In this article after a brief review on the specification and different types of heat pipes, their feasibility on the heat recovery in a typical gas refinery is investigated. Three units of Sarakhs’ gas refinery, as a case study, have been chosen for this purpose. Heat recovery using heat pipes in gas treating unit (GTU), Sulfur recovery unit (SRU) and Topping plant of Sarakhs’ refinery is investigated from technical and economical point of view. The obtained results indicate that waste heat recovery by heat pipes in various units of Sarakhs’ refinery can be led to1.8 million dollars saving per year.
    Keywords: Gas treating unit, Sulfur recovery unit, Topping Plant, Heat Pipe, Heat Recovery
  • Mohammad Irani *, Yahya Zamani Page 57
    In this work a computational fluid dynamic (CFD) and experimental study of Fischer–Tropsch Synthesis (FTS) process in a fixed-bed reactor is presented. The reactor was a 1.2 cm diameter and 80 cm length steel tube in which ceramic particles were employed to dilute the catalyst bed and thus prevent the emergence of hot spots in it. An axi-symmetric CFD model with an optimized mesh of 22016 square cells was developed to model hydrodynamics, chemical reaction and heat and mass transfer in the reactor. Non-ideal thermodynamic behavior of gas mixture was modeled using Peng-Rabinson equation of state. Kinetic models for FTS and Water–Gas-Shift (WGS) reaction rates based on Langmuir–Hinshelwood type for each of species were employed. Good agreement was achieved between bench experimental data and the model. Because of the high price of reaction experiments and also safety the validated model used as numerical setup and the CFD simulations considered as numerical experiments. A sensitivity analysis was carried out in order to find the effect of temperature, pressure, and GHSV and H2/CO ratio on the reactor performance.
    Keywords: Fischer–Tropsch Synthesis, GTL, fixed bed reactor, Nano, Fe-CuLa-SiO2 catalyst, CFD
  • Dr. Seyed Reza Shadizadeh*, Ali Amirfakhrian, Dr. Mohammadali Hatefi Page 67
    The use of Improved Oil Recovery (IOR) processes in reservoirs is inevitable because energy demand is increasing. The recovery factor of Iranian oil and gas reservoirs is low, therefore, the use of IOR processes is very useful. The main purpose of this study is preferment of the planning and implementation of IOR processes in Iranian oil and gas reservoirs by SWOT analysis. To reach this purpose, the factors required for SWOT analysis were obtained by using face to face interviews with Iranian experienced experts as the method of collecting data and also using the concepts of the SWOT analysis. As part of the results of this article, supporting human resources to attend international conferences and workshops and enhancing gas production alongside proper marketing for gas export were the most important outputs of the SWOT analysis. API filtration
    Keywords: Improved Oil Recovery, SWOT Analysis, Interview
  • Amir Tabzar *, Mohammad Hossein Ghazanfari Page 77
    This paper presents rheology, stability and filtration loss characteristics of Colloidal Gas Aphron (CGA). Eight rheological models are applied for investigation the rheological behavior of CGA based fluids and proper model are chosen in which best described the rheological properties of CGA based Fluids. Stability analysis of CGA based fluids is examined by measuring drain rate technique. Also, Standard API filtration test were applied for investigation of the CGA based fluid loss in this study. Moreover, Rheological parameters such as fluid flow index, fluid consistency and yield point were determined. The results of the experiments show that both SDS and CTAB surfactants were improved the properties of the CGA based fluids in which SDS anionic surfactant has a better performance compared to CTAB cationic surfactant.
    Keywords: Anionic-Cationic Surfactant, Colloidal Gas Aphron, Rheology, Stability, Fluid loss