فهرست مطالب

مهندسی گاز ایران - پیاپی 8 (اسفند 1397)
  • پیاپی 8 (اسفند 1397)
  • تاریخ انتشار: 1398/01/19
  • تعداد عناوین: 6
|
  • احمد قضاتلو * صفحات 8-19
    در این تحقیق فرایند تشکیل هیدرات متان در حضور گرافن و گرافن اکسید بررسی شد. بطوریکه ابتدا نانوصفحات گرافنی توسط فرایند CVD بر روی بستر مس رشد داده و سنتز شد و با آنالیزهای XRD، FTIR و AFM ساختار آن مورد مطالعه قرار گرفت. سپس نانوسیالات پایدار حاوی گرافن و گرافن اکسید شده با غلظت 1% وزنی تهیه شده و در فرایند تشکیل هیدرات گازی در psig 1000 و دمای C 4 استفاده شد. به طوریکه نانوسیال حاوی گرافن/سورفکتنت ضمن کاهش زمان القا و انحلال به ترتیب تا %0/46 و %9/60 نسبت به نمونه آب خالص، توانسته میزان ذخیره سازی را تا %7/56 افزایش دهد. این امر بدلیل افزایش 40 برابری انحلال اولیه متان در نانوسیال نسبت به آب بوده که این امر حاصل از کاهش مقاومت انتقال جرم در اثر حضور سورفکتنت و همچنین وجود سایتهای فعال ناهمگن بیشتر جهت هسته زایی می باشد. همچنین مشاهده شد علی رغم اینکه پایداری هیدرات های تشکیل شده در حضور گرافن کمتر از گرافن اکسید است، اما بعد از رسیدن به پایداری، میزان متان ذخیره شده در هیدرات گرافن از این مقدار برای نمونه شاهد 9/34 حجم بیشتر است.
    کلیدواژگان: هيدرات متان، گرافن، خواص سطحي، اکسيد کردن، القا، پايداري، ذخيره سازي
  • مرجان زارع *، زهرا عرب ابوسعدی صفحات 20-30
    در این پیکربندی، کوپل حرارتی دو فرآیند از نظر بستر کاتالیستی مورد مطالعه قرار گرفته است. بستر کاتالیستی شامل بستر ثابت و بستر سیال است. فرآیند های مورد مطالعه در این پروژه فرآیند تری ریفورمینگ متان در بخش گرماده و فرآیند هیدروژن زدایی از متانول در بخش گرماگیر است که به طور جداگانه در راکتور پلاگ انجام می گیرند. در این مدل سازی یک بار فرآیند تری ریفورمینگ متان در بستر ثابت و یک بار در بستر سیال با فرآیند هیدروژن زدایی از متانول در بستر ثابت به روش کوپل بهبود یافته، کوپل شده اند و نتایج آن ها مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج حاصل از این مدل سازی حاکی از امکان پذیر بودن کوپل دو فرآیند است. در این پروژه یک مدل هموژن، یک بعدی و پایا برای پیش بینی رفتار این راکتورها در نظر گرفته شده است. میزان تبدیل متان در بستر ثابت و بستر سیال به ترتیب در بخش گرماده 9/92 و90 درصد و همچنین بازده تولید هیدروژن در بستر ثابت و بستر سیال به ترتیتب 8/1 و 75/1 و نسبت H2/CO در راکتور بستر ثابت و سیال به ترتیب 94/1، 02/2 به دست آمده است. به طور کلی طبق نتایج به دست آمده عملکرد کوپل بستر ثابت برای این پیکربندی نسبت به کوپل بستر سیال عملکرد بهتری در تبدیل متان و بازده تولید هیدروژن داشته است.
    کلیدواژگان: تری ریفورمینگ متان، هیدروژن زدایی از متانول، بستر ثابت، بستر سیال، راکتور کوپل حرارتی
  • فرهاد سلیمی *، جواد سلیمی صفحات 31-43
    حضور عنصر گوگرد(S8) در جریان گاز طبیعی باعث ایجاد بسیاری از مشکلات در نقاط توزیع و تجهیزات اندازه گیری شده است. فرآیندهای جداسازی زیادی وجود دارد که شامل فرآیند جذب ، جذب سطحی ، غشایی و فرآیند های تبدیل هستند. در این مقاله مروری بر روی روش های اصلی موجود برای حذف ترکیبات سولفور از جریان های گاز و همچنین تجزیه و تحلیل امکان استفاده از آنها در خطوط لوله صورت گرفته است. نتایج نشان می دهند که با توجه به پیچیدگی فرآیند ها و هزینه های اجرایی و نگه داری، فرآیند جذب سطحی برای استفاده در خطوط لوله از موثرترین و کاربردی ترین روش ها هستند.
    کلیدواژگان: گاز طبیعی، فرانید های سولفورزدایی، جذب سطحی، سولفور
  • فاطمه گودرزوند چگینی، کاظم کاشفی * صفحات 44-56
    در این مقاله پتانسیل 10 پروژه پیشنهادی تحت مکانیسم توسعه پاک، اولویت بندی آن ها و اقدامات آتی در جهت ثبت پروژه های انتخاب شده در هیئت اجرایی سازمان ملل متحد، برای پالایشگاه های گاز شهید هاشمی نژاد و فجر جم ایران بررسی شده است. بدین منظور، ابتدا میزان انتشار گازهای گلخانه ای از منابع احتراقی، فرآیندی و فرار این دو پالایشگاه جهت شناسایی منابع حاد انتشار، برآورد و محاسبه شده است. سپس با توجه به میزان و سهم انتشار هر یک از تجهیزات و فرآیندها، روش های کاهش انتشار متناسب با منابع انتشار بررسی شده است. امکان توسعه این روش های کاهش انتشار تحت مکانیسم توسعه پاک (CDM)، با بررسی پارامترهایی نظیر در دسترس بودن متدولوژی مصوب، سازگاری شرایط کاربرد متدولوژی با شرایط حاکم در سایت پروژه و میزان کاهش انتشار حاصل از پروژه ها مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، ابتدا در دو پالایشگاه مذکور 10 پروژه که دارای روش شناسی مصوب بودند، شناسایی و اولویت بندی شده اند، اما بدلیل نبود اطلاعات کافی و در نتیجه عدم بررسی امکانپذیری فنی پروژه و شروع فعالیتهای پروژه بدون ملحوظ نمودن موضوعات CDM در آن، مشخص شد تنها پنج پروژه توان ثبت تحت CDM را دارا بودند. نتایج تحلیل های اقتصادی نشان می دهند که بدون درآمدهای CDM، از 5 طرح منتخب دو پروژه فاقد توجیه اقتصادی بوده و فقط با درآمدهای حاصل از فروش گواهی کاهش انتشار (CER) توجیه پذیر می باشند؛ لذا تنها 3 پروژه از طرحهای منتخب دارای نقش افزونگی بوده و قابل توسعه تحت CDM هستند. در نهایت ایده اولیه پروژه برای ارسال به سازمان حفاطت محیط زیست برای 3 پروژه نصب اکونومایزر در بویلرهای پالایشگاه خانگیران، نصب بویلر بازیافت در خروجی زباله سوزهای پالایشگاه خانگیران و نصب بویلر بازیافت در خروجی توربین گازهای کمپرسورهای واحد تبرید پروپان پالایشگاه فجر جم تدوین گردید. نتایج حاصل از تحلیل های اقتصادی بیانگر آنست که نرخ داخلی بازگشت سرمایه برای پروژه های فوق به ترتیب از 7/0، 33/5- و 69/0 درصد بدون درآمدهای ناشی از فروش گواهی به 29/14، 98/11 و 23/18 درصد با درآمدهای گواهی افزایش می یابد و این بدان معنی است که امکانپذیری پروژه های فوق با درآمدهای CDM توجیه اقتصادی دارند.
    کلیدواژگان: توسعه پایدار، تغییرات آب و هوا، CDM، CER، افزونگی، پالایشگاه، اقتصاد انرژی
  • مسعود بیژنی*، رضا مسیبی بهبهانی، سیامک محمدی آزاد صفحات 57-67
    یکی از مشکلات اصلی در چاه های گاز میعانی که با افزایش تولید گاز و کاهش فشار در مخازن گاز میعانی رخ میدهد، پسماند میعانات گازی و آب در چاه می باشد که با گذشت زمان باعث افت تولید چاه و نهایتا قطع تولید گاز و میعانات همراه گاز از چاه می شود. بنابراین شناخت نشانه های پسماند مایع در چاه های تولید کننده گاز در مراحل ابتدایی، و ارائه راه حل مناسب برای چاه های گازی و در نتیجه به حداقل رساندن اثرات منفی سقوط مایعات به دهانه چاه مهم و با اهمیت می باشد. این مقاله به بررسی پارامترهای مختلف بر روی پدیده پسماند مایع در یکی از چاه های میدان گاز میعانی پازنان پرداخته و با بررسی عوامل مختلف و یافتن بهترین راهکار به بهینه سازی در چاه مورد مطالعه پرداخته است. در نهایت با ارائه مناسبترین راه حل برای چاه مورد مطالعه، میزان پسماند مایع در چاه مورد مطالعه کاهش یافته و سود اقتصاد ناشی از بهینه سازی، صرفه جویی اقتصادی بسیار بالای این روش و کارآمدی آن را مورد تائید قرا می دهد. مقایسه نتایج بدست آمده از این بررسی و شبیه سازی با نرم افزار پایپ سیم نشان می دهد که نتایج از دقت مناسبی برای تکمیل چاه جدید برخوردار بوده و این نتایج باعث جلوگیری از پسماند مایع و بهینه سازی و افزایش تولید در میدان مورد مطالعه در مقطع زمان کنونی و در نهایت سود بسیار بالای اقتصادی ناشی از بهینه سازی و برگشت سرمایه در میدان مورد مطالعه می گردد.
    کلیدواژگان: چاه گاز میعانی، پسماند میعانات، لوله مغزی، بهینه سازی، سود اقتصادی، چاه تولیدی
  • فاطمه گودرزوند چگینی، کاظم کاشفی * صفحات 68-80
    امروزه پالایشگاه های گاز طبیعی به منظور خالص سازی گاز طبیعی و بهینه کردن خواص گاز استخراجی از چاه های گاز جهت کاربردهای مختلفی همچون مصارف خانگی با سرعت بیشتری در حال توسعه می باشند. هر پالایشگاه گاز از مجموعه ای از واحدهای فرآیندی تشکیل شده است که هر یک از آنها می توانند عاملی جهت انتشار گازهای گلخانه ای به محیط زیست باشد. بنابراین هدف این مقاله ابتدا بررسی، مطالعه و برآورد میزان انتشار گازهای گلخانه ای از واحدهای فرآیندی موجود در دو پالایشگاه شهید هاشمی نژاد و فجر جم و سپس ارائه راه کارهایی جهت بهبود عملکرد و کاهش انتشار دی اکسید کربن در این پالایشگاه ها می باشد. بطورکلی منابع انتشار گازهای گلخانه ای به سه بخش احتراقی، منابع فرآیندی و انتشار فرار تقسیم بندی شده است. در بخش احتراقی از چهار روش موازنه ی جرمی (بر اساس میزان و ترکیب سوخت)، روش آنالیز گازهای خروجی دودکش (با استفاده از دو متد جداگانه) و روش ضرایب انتشار عمومی برای هر دو پالایشگاه استفاده شده است. مقایسه نتایج این چهار روش برای بویلرهای این دو پالایشگاه نشان میدهد که روش موازنه ی جرمی در محاسبه ی انتشار CO2 و ضریب انتشار برای محاسبه ی انتشار CH4 نتایج مناسب تری ارایه خواهند داد. همچنین انتشار فرار مربوط به نشتی تجهیزات و انتشار فرایندی مربوط به تصفیه فاضلاب مربوط به این دو پالایشگاه نیز محاسبه و برآورد شده است. نتایج برآورد انتشار گازهای گلخانه ای در این دو پالایشگاه نشان می دهند که فلر کردن گازها، دی اکسید کربن موجود در گاز خام ورودی به پالایشگاه و مصرف سوخت در تجهیزات تبدیل انرژی، سه منبع عمده انتشار گازهای گلخانه ای به حساب می آیند. بنابراین 11 پروژه جهت بهبود بازده و کاهش انتشار دی اکسید کربن در این دو پالایشگاه حول محور کاهش فلرینگ، بهبود راندمان انرژی (در هر سه بخش تولید، انتقال و مصرف) و جذب CO2 از گازهای خروجی از دودکش ارائه و ارزیابی شده است.
    کلیدواژگان: پالایشگاه گاز، گازهای گلخانه ای، کاهش انتشار، بهبود عملکرد، توسعه پایدار
|
  • Ahmad Ghozatloo * Pages 8-19
    Abstract In this research, the process of formation of methane hydrates was investigated in the presence of graphene and graphene oxide. First, the graphene nano sheets synthesized and growth on the copper substrate by the CVD method and It was structure was evaluated by XRD, FTIR and AFM analysis. Then, 1% wt. of stable graphene and graphene oxidized nanofluids were prepared and used in the process of gas hydrates formation at 1000 psig and at 4 C. As the nanofluid containing graphene / surfactant, while reducing the Induction and dissolution time to 46.0% and 60.9% respectively, compared to the pure water, could increase the storage rate to 56.7%. This is due to an increase of 40 times the initial dissolution of methane in the nanofluid than water, which is due to the reduction of the mass transfer resistance due to the presence of surfactant and the presence of heterogeneous active sites for nucleation. It was observed, however, the stability of hydrates in presence of graphene is less than graphene oxide, but after reaching the stability, the amount of methane deposited in graphene hydrate is greater than control sample of 34.9.
    Keywords: Methane Hydrates, Graphene, Surface Properties, Oxidation, Induction, Stability, Storage
  • Marjan Zare*, Z. Arab Aboosadi Pages 20-30
    In this configuration, the thermal couplings of two processes in terms of catalytic bed have been studied. The catalytic bed contains a fix bed and a fluid bed. The processes under study in this project are the methane tri-reforming process in the calefactory section and the methanol dehydrogenation process in the endothermic section, which are carried out separately in the plug reactor. In this modeling, once a methane tri-reforming process in a fixed bed and once in a fluid bed with a methanol dehydrogenation process in a fixed bed in improved coupling method are coupled, and their results have been studied and compared. The results of this modeling indicate the feasibility of coupling of the two processes. In this project, a homogeneous, one-dimensional and stable model is proposed to predict the behavior of these reactors. The rates of methane conversion in the fixed bed and in the fluid bed in the calefactory section were obtained as 92.9% and 90%, respectively; and the yields of hydrogen in the fixed bed and fluid bed were obtained as 1.8 and 1.75, respectively; and the H₂/CO ratio in the fixed bed and fluid bed ware obtained as 1.94 and 2.02, respectively. Generally, according to the results, the yield of the fixed bed coupling for this configuration is more favorable in methane conversion and yields of hydrogen than that of the fluid bed coupling.
    Keywords: Methane Tri-Reforming, Methanol Dehydrogenation, Fixed Bed, Fluid Bed, Thermal Coupling Reactor
  • Farhad Salimi*, Javad Salimi Pages 31-43
    The presence of S8 in natural gas streams has caused many problems at the delivery points and measuring equipment. There are many treatment processes, including absorption, adsorption, membranes and conversion processes. In this work, a literature review was carried out on the main methods available for removal of sulfur compounds from gas streams as well as an analysis of the feasibility of its application in pipelines. The results showed that, due to the complexity of the processes and to the costs involved in implementation and maintenance, the mechanisms of control by adsorption are the most attractive for use in pipelines.
    Keywords: Natural gas, Desulfurization processes, Elemental sulfur, Adsorption
  • Kazem Kashefi*, Fatemeh Goudarzond Chegini Pages 44-56
    In this paper, the potential of 10 proposed projects under the Clean Development Mechanism, their prioritization and future steps for registering selected projects at the United Nations Executive Board has been examined for Shahid Hasheminejad and Fajr Jam Iran refineries. For this purpose, the amount of greenhouse gas emissions from the combustion, process and runoff of the two refineries was initially estimated and calculated to identify the sources of the acute emissions. Then, according to the amount and distribution share of each equipment and processes, emission reduction methods are tailored to the sources of the publication. The possibility of developing these emission reduction methods under the Clean Development Mechanism (CDM) has been examined by examining parameters such as the availability of the approved methodology, the adaptation of the methodology to the conditions governing the project site, and the amount of emission reductions generated by the projects. Accordingly, at the first two refineries, 10 projects with approved methodology were first identified and prioritized, but due to the lack of sufficient information and therefore the lack of examination of technical feasibility of the project and the commencement of the project activities without considering the CDM issues, Only five projects were able to register under the CDM. The results of economic analysis show that without CDM revenues, out of the five selected projects, the two projects are economically unjustified and are justifiable with the proceeds from the sale of emission reduction certificates (CERs); therefore, only three of the selected projects have a redundant and expandable role Under the CDM. Finally, the initial idea of the project was sent to the Environmental Protection Agency for three projects of the installation of an economizer in boilers in Khangiran refinery, installation of recycled boiler at the outlet of the Khangiran refinery and the installation of a recovery boiler at the turbine output of the refueling compressor gases at the Fajr Jam refinery. The results of economic analysis indicate that the internal rate of return on capital for the above projects is from 0.7%, 5.33% and 0.69% respectively, without the proceeds from the sale of certificates to 14.29, 11.98 and 23.3 respectively, 18 percent increase in certified earnings, which means that the feasibility of the above projects with economic CDM revenues.
    Keywords: Sustainable Development, Climate Change, CDM, CER, Redundancy, Refinery, Energy Economics
  • Masoud Bijani*, Dr. Reza Mosayebi Behbahani, Siamak Mohamadi Azad Pages 57-67
    One of the main problems in gas condensate wells occurring by increasing gas production and reducing pressure in gas condensate reservoirs is gas condensates loading and water in well, followed by reduced gas production and finally cut off gas production and condensates and extracted with gas from well. Thus, it is important to recognize the signs of liquid loading in the gas-producing wells in the initial stages and to provide a suitable solution for gas wells, and thus, to minimize the negative effects of fluid fall into the well opening. This paper examines the effect of various parameters on the liquid loading phenomenon in one of the well fields of Pazanan gas condensate. It was conducted to examine different factors and find the best solution for optimization in the studied wells. Finally, by providing the most suitable solution for the studied well, the rate of liquid loading in the studied wells is reduced and the economic profit resulting from optimization, high economic savings of this method and its efficiency are confirmed. Comparison of the results obtained from this study and simulation with Pipesim software shows that the results have a good accuracy for the new well completion and these results prevent liquid loading and optimizing and increasing production in the field studied at the current time and, ultimately, very high economic profit of optimizing and return on capital in the field studied.
    Keywords: gas condensate well, Liquid loading, Tubing, Optimization, Production Well, economic profit
  • Kazem Kashefi*, Fatemeh Goodarzvand, Chegini Pages 68-80
    Nowadays, natural gas refineries have been developed to purify natural gas and optimize the extractive gas properties of gas wells for various uses, such as home use. Each gas refinery is composed of a set of process units, each of which can be a factor in the emission of greenhouse gases into the environment. Therefore, the purpose of this paper is to first study and estimates the greenhouse gas emissions of the process units in the two refineries of Shahid Hasheminejad and Fajr Jam and then provides solutions to improve performance and reduce carbon dioxide emissions in these refineries. Generally, greenhouse gas emission sources are divided into three sections: combustion, process and fugitive emissions. In the combustion section, four mass balance methods (based on the amount and composition of fuel), stack outlet gas analysis method, stack outlet gas analysis method and general propagation coefficient method have been used for both refineries. Comparison of the results of these four methods for boilers in these two refineries shows that the mass balance method will result in more accurate results in calculating the CO2 emission and emission factor for the calculation of the CH4 emission. Also, the fugitive emission related to equipment leakage of wastewater treatment process related to these two refineries has been estimated. The results of the estimation of greenhouse gas emissions in these two refineries show that the flaring of gases, carbon dioxide in the raw gas entering the refinery and fuel consumption in the energy conversion equipment are three main sources of greenhouse gas emissions. Therefore, 11 projects to improve the efficiency and reduce carbon dioxide emissions in these two refineries have been presented around the flaring reduction, improving energy efficiency (in all three sectors of production, transmission and consumption), and CO2 capture from exhaust gases from the stack of furnace.
    Keywords: gas refinery, greenhouse gas emissions, emission reduction, performanceimprovement, sustainable development