فهرست مطالب

  • پیاپی 9 (شهریور 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/26
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد ایرانی*، رضا حیاتی، مهران سرمد صفحات 6-13

    در این مقاله، پدیده های انتقال و الگوی جریان پیچیده و دما جهت فرایند LNG در مبدل حرارتی Plate-Fin بررسی شده است. برای مدل سازی و شبیه سازی جریان سیال و انتقال حرارت، از نرم افزار ANSYS FLUENT استفاده شده است. برای شبیه سازی جریان دوفازی و چندجزئی، این نرم افزار محدودیت هایی دارد که البته با الصاق کدهای کمکی این نقص برطرف شده است. از مدل دوبعدی برای شبیه سازی پدیده های انتقال در یک کانال از مبدل استفاده شده است. برای محاسبه نرخ میعان و تبخیر، غلظت های تعادلی از نرم افزار ترمودینامیکی HYSYS استخراج گردیده و توسط UDF به نرم افزار CFD الصاق شده است. مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی CFD با نتایج نرم افزار Aspen Muse نشان داده که ضریب انتقال حرارت دوفازی، کسر جرمی بخار و ترکیب درصد اجزا با هم مطابقت دارند، در صورتی که افت فشار محاسبه شده توسط نرم افزار Aspen Muse نسبت به CFD بیشتر است. با استفاده از مدل توسعه داده شده، اطلاعات زیادی در خصوص پدیده های انتقال و الگوی جریان به دست آمد که با استفاده از نرم افزارهای موجود ممکن نیست.

    کلیدواژگان: ال ان جی، مبدل فین-صفحه، سی اف دی، اسپن میوز
  • محمدرضا جعفری نصر*، الهام محمدی صفحات 14-25

    امروزه ال ان جی پاک ترین و سالم ترین سوخت گازی موجود در جهان است. فرایند مایع سازی، بیش از نیمی از هزینه های تولید آن را به خود اختصاص می دهد. از این جهت مهندسان طراح، تلاش های زیادی جهت بهینه سازی این فرایند و به حداقل رساندن هزینه ها کرده اند. عناصر اصلی این بخش، مبدل های حرارتی فشرده از نوع پلیت-فین یا اسپایرال هستند. این مقاله ضمن تشریح شبیه سازی فرایند مایع سازی پروژه ایران ال ان جی توسط نرم افزار اسپن هایسیس، به ارائه روشی جدید جهت طراحی مبدل حرارتی پلیت-فین به کاررفته در آن پرداخته است. در طراحی این مبدل از کدنویسی در محیط نرم افزار MATLAB استفاده شده است. نتیجه به کارگیری این طراحی، کاهش عمده در سطوح سرد و گرم لازم به میزان 2/5 و 3/3 برابر و به دنبال آن کاهش هزینه های سرمایه گذاری تولید ال ان جی است.

    کلیدواژگان: گاز طبیعی مایع شده، شاخص عملکرد حجم، الگوریتم طراحی سریع
  • اذرخش گودرزی*، زهرا عرب ابو سعدی صفحات 26-34

    در پالایشگاه نفت لاوان برای شیرین سازی و حذف ترکیبات سولفوردار، از روش جذب احیاپذیر با غربال مولکولی استفاده می شود. اما به دلیل تغییر در منابع خوراک پالایشگاه، میزان ترکیبات سولفوردار ورودی به واحد گاز مایع تا حدود بیست برابر افزایش یافته و باعث اختلال در میزان ترکیبات محصول گاز مایع خروجی از بخش تصفیه توسط جاذب های مولکولی شده است. در این پژوهش، پیشنهاد شده که پیش از فرایند جذب با غربال مولکولی، برای افزایش بازده فرایند جذب توسط جاذب های مولکولی، فرایند پیش شست وشو با محلول کاستیک انجام شود. به منظور بررسی امکان استفاده از کاستیک جهت پیش شست وشوی خوراک ورودی به واحد گاز مایع، با استفاده از تغییر کاربری یک واحد از سرویس خارج شده مراکس نفتا بررسی گردید، سپس با استفاده از نرم افزار پرومکس اقدام به شبیه سازی و بررسی فرایند شد. با بررسی دقیق بر عوامل تاثیرگذار بر واکنش ها، سعی در انتخاب بهترین مدل شد و شرایط بهینه معرفی گردید. با استفاده از کاستیک مقدار مرکاپتان درون گاز مایع از ppm 1900 تا میزان زیر ppm 130، کاهش یافت و مطابق شرایط طراحی اولیه بدون ایجاد اختلال در عملکرد جاذب ها وارد مرحله جذب توسط غربال مولکولی شد تا عملیات جذب نهایی انجام شود و مقادیر نهایی مرکاپتان و H2S آن به صفر برسد.

    کلیدواژگان: گاز مایع، کاستیک، پیش شست وشو، شبیه سازی، نرم افزار
  • نادیا اسفندیاری*، محمد درخشان صفحات 35-40

    امروزه یکی از معضلات در خطوط انتقال گاز، پدیده هیدرات گازی است که با ترکیب گازهای سبک با مولکول های آب تحت شرایط خاص دمایی و فشاری ماده ای شبیه به یخ را تشکیل می دهد که حجم زیادی از گاز را در خود جای داده است. لذا بررسی متغیرها و عوامل تاثیرگذار بر تشکیل و حذف هیدرات بسیار حائز اهمیت است. در این پژوهش، خط لوله انتقال گاز سروش-ابوذر با نرم افزار هایسیس شبیه سازی شد و شرایط تشکیل هیدرات در 30 کیلومتر از مسیر انتقال گاز مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده در این پژوهش، مشاهده شد که در محدوده دما و فشار بررسی شده، دمای 50 درجه سانتی گراد و فشار 25 بار، امکان تشکیل هیدرات وجود ندارد. همچنین بررسی پروفایل های فشار و دما نشان می دهد که هر دو پارامتر با افزایش طول لوله روند نزولی دارند و به سمت مقادیر کمتر میل می کنند.

    کلیدواژگان: هیدرات گازی، خطوط انتقال، شبیه سازی، هایسیس، گاز طبیعی
  • محمدحسین صابری*، آزاده حسینی صفحات 41-57

    در مطالعه حاضر جهت بررسی ژئوشیمیایی در مناطق کپه داغ، بندرعباس و ایران مرکزی تعداد 7 نمونه میعانات گازی (3 نمونه از ناحیه بندرعباس، 3 نمونه از ناحیه کپه داغ و 1 نمونه از ایران مرکزی) تحت آنالیزهای کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی گازی-طیف سنجی جرمی و ایزوتوپ پایدار کربن قرار گرفت. بر این اساس، محیط رسوبی سنگ منشا هیدروکربن ناحیه بندرعباس دریایی با لیتولوژی کربناته و مارن همراه با کروژن نوعII و III، مواد آلی مولد هیدروکربن در حوضه کپه داغ عمدتا در محیط کم عمق دریا و نواحی ساحلی نهشته شده است (کروژن نوع III) و از لحاظ بلوغ نسبت به سایر مناطق دارای بلوغ بالاتری است. در این مطالعه مشخص شد سنگ منشا مولد هیدروکربن در ایران مرکزی (میدان سراجه قم) در محیط دریایی با لیتولوژی شیلی و کربناته نهشته شده است و از نظر بلوغ دارای کمترین میزان در مقایسه با دو ناحیه دیگر موردمطالعه است. بر اساس مطالعات ژئوشیمیایی، سن سنگ منشا هیدروکربن های موردمطالعه در نواحی کپه داغ و بندرعباس مربوط به دوران دوم زمین شناسی و در میدان سراجه قم مربوط به دوران سوم زمین شناسی است. همچنین از نظر بلوغ سنگ منشا در این نواحی، ناحیه کپه داغ دارای بیشترین بلوغ و ناحیه ایران مرکزی دارای کمترین میزان بلوغ است.

    کلیدواژگان: بایومارکر، محیط رسوبی، بلوغ، سنگ منشا، کپه داغ، زاگرس، ایران مرکزی
  • زهرا عرب ابوسعدی*، میثم عبدشیخی صفحات 58-63

    تری ریفرمینگ یک ترکیب کمک گرفته از ریفرمینگ دی اکسیدکربن، ریفرمینگ بخار و اکسیداسیون جزئی متان برای تولید گاز سنتز در یک رآکتور است. در این مقاله، عملکرد رآکتور تری ریفرمر ستون حبابی دوغابی با رآکتورهای تری ریفرمر بستر ثابت و بستر شناور مقایسه شده است. فرایند رآکتور ستون حبابی دوغابی در شرایط پایدار تحلیل شد و با مقایسه نتایج شبیه سازی رآکتور سنتز متانول و داده های Air Products' (1991) RUN E-8.1، معتبرسازی مدل انجام شد. تبدیل متان در رآکتور تری ریفرمر ستون حبابی دوغابی نسبت به رآکتورهای تری ریفرمر بستر ثابت و بستر شناور به ترتیب 33/6درصد و 66/6درصد کاهش و همچنین بازده هیدروژن 58/0درصد و 18درصد کاهش پیدا کرد. در رآکتورهای تری ریفرمر بستر ثابت و بستر سیال برای تولید متانول، دمای بستر کاتالیستی به ترتیب 1780 و 1432 کلوین بود ولی این پیکربندی جدید، دمای بستر کاتالیستی را به دلیل اختلاط بی نظیر به 5/1157 کلوین کاهش داد.

    کلیدواژگان: رآکتور ستون حبابی دوغابی، رآکتور بستر ثابت، رآکتور بستر شناور، تری ریفرمر، گاز سنتز
  • محمدمهدی صباغیان، مستانه حاجی پور*، ابراهیم اصالتی صفحات 64-71

    با افزایش جمعیت کره زمین، کاهش میزان آلاینده های محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار است. دسته ای از مراکز صنعتی که موجب ایجاد آلودگی های زیست محیطی می شوند پالایشگاه های نفت و گاز هستند. ازآنجاکه تمامی اجزای نفت و گاز برداشت شده از مخازن زیرزمینی قابل تفکیک و استفاده نیستند، به ناچار مقدار قابل توجهی از این ترکیبات که عموما ارزش اقتصادی بسیاری هم دارند به مشعل (فلر) های پالایشگاهی ارسال شده و سوزانده می شوند. این امر علاوه بر هدررفت بسیاری از ترکیبات مفید هیدروکربنی، آثار زیان بار زیست محیطی به همراه دارد. هدف اصلی این مقاله ارائه بهترین راهکار برای جداسازی و به حداقل رساندن گازهای فلر و کاهش اتلاف ترکیبات گازی است. بدین منظور فرایند جداسازی گاز های ارسالی به فلر پالایشگاه پارسیان در نرم افزار Aspen HYSYS شبیه سازی شده و بهبودهای عملیاتی در آن اعمال شد. پس از بررسی آمین های مختلف، برای جداسازی دی اکسیدکربن بهترین نوع آمین با بیشترین درصد بازیابی انتخاب شد. همچنین آنالیز حساسیت روی پارامترهای مهم عملیاتی انجام شده و نتایج تحلیل شدند. درنهایت کاربرد دی اکسیدکربن جداسازی شده برای تزریق در عملیات تثبیت فشار مخازن گازی و مابقی ترکیب جداسازی شده (گاز شیرین) به منظور انجام فرایند GTL و تبدیل به ترکیباتی با ارزش بالاتر پیشنهاد شد.

    کلیدواژگان: جداسازی گاز اسیدی، شبیه سازی، گاز فلر، محیط زیست
|
  • Mohammad Irani*, REZA Hayati, Mehran Sarmad Pages 6-13

    In this paper complex fluid flow and transport phenomena in plate-fin heat exchanger for LNG process are investigated. Modeling and simulation of heat transfer and fluid flow has been done using ANSYS Fluent software. This software has limitation in simulation of multispecies biphasic flow; therefore, UDF.A 2D model was used for modeling aforementioned phenomena in one channel of heat exchanger. HYSYS software was used for calculation of species equilibrium concentration and it was linked to ANSYS using UDF. Results shows that vapor volume fraction, species composition and heat transfer coefficient for CFD and Aspen muse are in good agreement, but pressure drop is over predicted by Aspen Muse. Using the developed model, a good deal of information was obtained about transport phenomena and fluid flow in cryogenic heat exchangers, while other software packages could not provide that much information.

    Keywords: LNG, Plate-fin heat exchanger, CFD, Aspen muse
  • mohamadreza jafari nasr* Pages 14-25

    The most important elements in liquefaction process are heat exchangers that are Plate Fin or Spiral Wounded. In this paper, IRAN LNG liquefaction cycle is simulated using Aspen-Hysys software. Then a procedure for designing plate fin heat exchanger is developed. Moreover, the paper also presents a new method to select the best secondary surface. The obtained surfaces by traditional simulation for cold and warm ends of heat exchanger and overall heat transfer coefficient are 3001 m2, 1933 m2 and 425 W/m2.K. After designing the optimized heat exchanger using the newly developed Rapid Design Algorithm (RDA), the obtained surfaces for cold and warm ends and the overall heat transfer coefficients were 575 m2 and 842 W/m2.K, respectively. This study shows a significant reduction in designing a compact heat exchanger with cold end surface, warm ends surface, and an increase in overall heat transfer coefficient which are 2.5, 3.3 and 2 times lower and higher, respectively.

    Keywords: Liquefied Natural Gas, Volume Performance Index (VPI), Rapid Design Algorithm
  • azarakhsh godarzi*, zahra arab abosadi Pages 26-34

    To purify and eliminate sulfur compounds from LPG molecular in an oil refinery, a molecular sieve is used; however, due to a change in the feed of the refinery, the amount of sulfur compounds which enters the LPG Unit has increased by 20 times. This change has disrupted the output compounds of the molecular sieve. In this study, it is suggested that a pre-wash process using Soda should be carried out prior to the molecular sieve adsorption process, to increase the efficiency of adsorption process by molecular adsorbents. In order to investigate the possibility of using Caustic to pre-wash the LPG Unit input, the piping of Naphtha Merox Unit was investigated; then, using the Promax software, the process was simulated and reviewed. By carefully examining the factors affecting the reactions, it was tried to select the best model and the optimal conditions. Using caustic, the amount of Mercaptan in the LPG was reduced from 1900 ppm to below 130 ppm and, in line with the original design, it entered the adsorption stage without disrupting the adsorbents performance, and the final values of Mercaptan and H2S reached zero.

    Keywords: LPG, Caustic, Pre-wash, Simulation, Promax
  • Mohammad Derajkhshan, Nadia Esfandiari* Pages 35-40

    Today, one of the problems in gas transmission lines is the phenomenon of gas hydrate, which, by combining light gases with water molecules under special conditions of temperature and pressure, forms a substance similar to ice that contains a large amount of gas. Therefore, it is very important to study the variables and factors affecting the formation and removal of hydrates. In this research, Soroush-Abuzar gas pipeline was simulated with Hysys software and the hydrate formation conditions in 30 kilometers of gas transmission were investigated. The results of this study reveals that in the studied pipelines, the temperature is 50 C and the pressure is 25 bar, the best process condition in which there is no possibility of hydrate formation. Also, the analysis of pressure and temperature profiles shows that as the pipe length increases, both parameters tend to descend.

    Keywords: Gas hydrate, Transmission lines, Simulation, Hysys, Natural gas
  • Mohammad Hossein Saberi*, Azadeh Hosseini Pages 41-57

    In this study, gas condensate of Bandar Abbas, Kopet Dag and Qom (Central Iran) regions have been studied in organic geochemistry. In this regard, 7 gas condensate samples (3 samples from Bandar Abbas, 3 samples from Kopet Dag and 1 sample from Central Iran) were used to determine the geochemical characteristics of gas chromatography, gas chromatography-mass spectrometry, and Isotope of carbon studies. Based on the parameters obtained from the Biomarkers study, sedimentary environment source rock of the hydrocarbons of the Bandar Abbas with lithology carbonate and marl with kerogen type II and III, the hydrocarbon producing organic materials in the Kopet Dag basin is mainly deposited in the shallow marine and coastal areas (kerogen type III) and in comparison with other regions, it has higher maturity. The Biomarker’s parameters showed that the source rock of Central Iran (Serajeh Qom Field) is deposited in marine environment with shale and carbonate lithology and, compared to the other two studied regions, has the lowest degree of maturity. This study shows that the source rock age of the studied hydrocarbons in the Kopet Dag and Bandar Abbas areas belong to the second geological era, and the source rock of the hydrocarbons in the Serajeh Field is related to the third geological era. Also, the difference in maturation of gas condensate samples in these three areas indicates that the samples of the Kopet Dag region have the highest maturation and the samples related to Central Iran have the lowest maturation.

    Keywords: Biomarker, Sedimentary environment, Maturity, Source rock, Kopet Dag, Zagros, Central Iran
  • Zahra Arab*, Meysam Abdosheikhi Pages 58-63

    Tri-reforming is a synergetic combination of carbon dioxide reforming, steam reforming and partial oxidation of methane in a single unit to produce synthesis gas. In this research, the slurry bubble column tri-reformer reactor performance is compared with those of fluidized-bed and fixed-bed tri-reformer reactors. The process of slurry bubble column performance under steady state conditions was analyzed, and model validation was carried out by comparing the methanol synthesis reactor model results with Air Products’ (1991) RUN E-8.1. Slurry bubble column tri-reformer reactor has reduced methane conversion by 6.33% and 6.66%, relative to fixed-bed and fluidized-bed tri-reformer reactors; moreover, it has reduced hydrogen yield by 0.58% and 18% relative to fixed-bed and fluidized-bed tri-reformer reactors. In fixed-bed and fluidized-bed tri-reformer reactors, temperature in the catalytic bed for methanol feed unit was 1680 K and 1432 K, respectively. However, due to the unique mixing, the temperature in the catalytic bed for slurry bubble column tri-reformer reactor reduced to 1157.5 K. Slurry bubble column tri-reformer reactor suggested instead of fixed-bed and fluidized-bed tri-reformer reactors to produce synthesis gas, due to significant fall temperature in the catalytic bed and low repairs because of simple structure.

    Keywords: Slurry bubble column reactor, Fixed-bed reactor, Fluidized-bed reactor, Tri-reformer, Synthesis gas
  • Mastaneh Hajipour* Pages 64-71

    With increasing population, reducing the amount of pollutants in the environment is especially important. Oil and gas refineries are one of industrial units which cause environmental pollution. Since all the hydrocarbon components recovered from the reservoirs are not separable, therefore inevitably a significant amount of these compounds, which are generally of high economic value, are burn in flares. In addition to the loss of many beneficial hydrocarbon compounds, flaring has many environmental damages. The main purpose of this paper is to provide the best way to separate and minimize flare gases and reduce the loss of gas hydrocarbons. For this purpose, the separation of gases sent to Parsian refinery flare was simulated using Aspen HYSYS software and operational enhancements were applied. Different types of amines for carbon dioxide separation were investigated and the best type was selected with the highest recovery rate. Moreover, sensitivity analysis were performed on important operational parameters and the results were analyzed. Finally the application of separated carbon dioxide for gas injection in gas reservoirs for pressure stabilization and the separated sweet gas for GTL process and conversion to more valuable compounds were suggested.

    Keywords: Acid Gas Separation, Environment, Flare Gas, Simulation