فهرست مطالب

Gas Technology - Volume:7 Issue: 1, Summer 2022

Journal of Gas Technology
Volume:7 Issue: 1, Summer 2022

  • تاریخ انتشار: 1401/11/13
  • تعداد عناوین: 6
|
  • امین تموزی، نورالله کثیری*، امیرحسین خلیلی گرکانی صفحات 4-13

    استفاده از طرح های نوآورانه در طراحی فرآیندهای تقطیر چند جزیی به دلیل تعداد بالای متغیرهای طراحی کاری بسیار پیچیده است. فشار یکی از پارامترهای عملیاتی مهم در برج های تقطیر است و به طور مستقیم بر هزینه های عملیاتی و سرمایه ای تاثیر گزار است. تاکنون روش های بسیاری شامل روش های ابتکاری و بهینه سازی برای یافتن فشار عملیاتی بهینه برج های تقطیر ارایه شده است. ازآنجاکه فرآیند تفکیک مایعات گاز طبیعی (NGL) یک فرآیند پرهزینه و پرمصرف از نظر انرژی محسوب می شود، طراحی و بهره برداری از این واحد فرآیندی تاثیر قابل توجهی در زنجیره تامین محصولات پتروشیمی و کل مجموعه فرآوری گاز طبیعی می گذارد. در این مقاله مقایسه ای بین روش طراحی ابتکاری برج های تقطیر و روش بهینه سازی تصادفی به کمک الگوریتم ژنتیک برای طراحی چیدمان های ساده و پیچیده برج های تقطیر در فرآیند تقطیر چند جزیی به منظور طراحی فرآیند تفکیک مایعات گاز طبیعی صورت گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که روش ابتکاری عملکرد سریع تری نسبت به روش بهینه سازی دارد اما در چیدمان های پیچیده برج های تقطیر با مقداری خطا همراه است. در مطالعه موردی صورت گرفته برای فرآیند تفکیک NGL نتایج حاصل از بهینه سازی توسط روش ابتکاری اختلاف 40 درصدی در فشار محاسبه شده برای برخی از برج ها نسبت به روش بهینه سازی با الگوریتم ژنتیک نشان می دهد. این خطا باعث افزایش 3 درصدی هزینه های سالانه چیدمان می شود که به دلیل خاصیت تجمعی خطا می تواند تاثیر قابل توجهی بر طراحی نهایی واحد گذاشته و حتی رتبه بندی نهایی چیدمان ها را تغییر دهد.

    کلیدواژگان: تفکیک NGL، فشار عملیاتی، تقطیر چند جزئی، بهینه سازی فرآیند، قوانین ابتکاری
  • مجید چگنی، رسول نورالسناء*، سیامک نوری صفحات 14-35
    هدف اصلی این تحقیق، فهم شناسی ویژگی های کلیدی کیفیت در پروژه های انتقال گاز است. با به کارگیری نظریه سازه های شخصی کلی و روش شبکه خزانه و همچنین انجام مصاحبه با 20 مدیر و متخصص پروژه های انتقال گاز، 284 سازه کیفی شناسایی شده است. این سازه ها با استفاده از تحلیل محتوا در 40 دسته طبقه بندی و سپس با روش های آماری مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفتند. با استفاده از تجزیه وتحلیل آماری 9 ویژگی کیفی شامل، انطباق با استانداردها، شایستگی، تناسب در طراحی و مهندسی، نظارت موثر، اجرای صحیح، مطلوبیت، همگرایی، پاسخگویی و یکپارچگی شناسایی شد. این سازه ها به عنوان عوامل اصلی موثر بر کیفیت پروژه های انتقال گاز می باشند.در این مطالعه داده ها از پروژه های انتقال گاز انجام شده از ادارات کارفرما جمع آوری شده است. مطالعات بعدی نه تنها تعداد مصاحبه شوندگان را افزایش می دهد، بلکه مشارکت پیمانکاران در مصاحبه ها را برای دستیابی به نتایج جامع تری اعمال می کند. با توجه به شرایط حجم، دما و فشار، پروژه های صنعت نفت از حساسیت و اهمیت حیاتی برخوردار هستند. مدیران سازمان های پروژه محور می توانند از یافته های پژوهش حاضر برای ارتقای کیفیت و موفقیت پروژه استفاده کنند.مطالعه حاضر جدید بوده و یکی از اولین موارد بررسی مفهوم کیفیت در پروژه های انتقال گاز است. این مقاله شواهد تجربی از تاثیر مثبت ویژگی های کیفیت بر عملکرد این گونه پروژه ها است و ادبیات مربوط به کیفیت را توسعه می دهد.
    کلیدواژگان: ویژگی های کیفیت، سازه، شبکه خزانه، خوشه، انتقال گاز
  • محمدرضا بسکابادی، زهرا رباط جزی، امید توکلی* صفحات 36-50

    افزایش جمعیت و گسترش صنایع منجر به آلودگی و کاهش بسیاری از منابع طبیعی از جمله منابع آب شده است. استفاده گسترده از این منابع در مصارف خانگی، کشاورزی و صنعتی منجر به ورود آلاینده ها و محدودیت منابع آبی شده است. یکی از این صنایع، صنعت نفت و گاز و بخش های مرتبط با آن مانند پتروشیمی است که آلاینده های زیادی مانند فلزات سنگین، آروماتیک و غیره را وارد منابع آبی می کند. بنابراین توجه به استفاده صحیح از این منابع و راهکارهای تصفیه و استفاده مجدد از پساب ضروری است. روش های مختلفی برای تصفیه پساب از جمله لخته سازی، جذب سطحی، فیلتراسیون و غیره استفاده می شود که هر کدام دارای محدودیت هایی مانند راندمان کم و یا هزینه بالا هستند. استفاده از فناوری نانو یکی از راهکارهایی است که اخیرا مورد توجه قرارگرفته است. این روش با کاهش ابعاد مواد به نانومتر، عملکرد را بهبود می بخشد. انواع مختلفی از نانومواد وجود دارد که به دلیل خواص منحصر به فرد خود مانند سطح تماس بزرگ تر، توانایی کار در غلظت های پایین و غیره، پتانسیل بالایی برای تصفیه موثر آب های آلوده دارند. مطالعات نشان می دهد که می توان از آن ها در اشکال مختلف مانند نانوجاذب ها، نانوغشاها، نانوفیلترها و نانوفوتوکاتالیست ها برای حذف یا کاهش آلاینده ها به ویژه از پساب نفت، گاز و پتروشیمی استفاده کرد. در این بررسی به اهمیت و کاربرد فناوری نانو در تصفیه پساب نفت، گاز و پتروشیمی می پردازیم.

    کلیدواژگان: فناوری نانو، صنایع نفت و گاز، تصفیه پساب، نانوغشا، نانوجاذب، نانوفوتوکاتالیست
  • جواد امان آبادی، سعید جمشیدی* صفحات 51-60

    رسوب آسفالتین در فرآیند های تزریق آب کم شور در دهه اخیر توجه بسیاری داشته است. در این مطالعه برای بررسی تاثیر شوری آب بر روی رسوب آسفالتین از معادلات ePC-SAFT استفاده شده است. در این راستا، برای پیشبینی رسوب آسفالتین از یک مدل جامد با نفت مدل شامل هپتان و تلوین  با نسبت 70 به 30 استفاده شده است. با هدف کمینه سازی تابع هدف AAD بین داده های آزمایشگاهی و داده های بدست آمده از مدل در الگوریتم بهینه سازی ازدیاد ذرات از سه پارامتر قابل تنظیم استفاده شد. نقش شیمی آب در رسوب آسفالتین با تغییر ترکیب آب دریا (SW) از طریق تنظیم قدرت یونی با با یون های دو ظرفیتی مورد بررسی قرار گرفت. برای درک بهتری از نقش یون های دو ظرفیتی (Mg2+، Ca2+ و SO42-)، سه آب نمک ساختگی شامل نمک های MgCl2، CaCl2 و Na2SO4 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که در شوری های پایین نمک ها (5000ppm) مولکول های آسفالتین به سمت سطح تماس آب/ نفت مهاجرت می کنند که منجر به کاهش رسوب آسفالتین می شود. بعد از این غلظت به سبب شکستن پیوند بین آسفالتین- یون رسوب آسفالتین کاهش پیدا می کند. طبق نتایج، میزان رسوب آسفالتین پایین تری برای آب دریای رقیق شده (2 و 10 بار رقیق شده) مشاهده شد که می تواند از نظر انبساط لایه ی الکتریکی دوگاه تشکیل شده مورد بحث قرار گیرد. نتایج مقایسه بین داده های آزمایشگاهی و مدل نشان می دهد که مدل پیشنهادی قادر به پیش بینی رسوب آسفالتین برای آب نمک های MgCl2، CaCl2 و Na2SO4 با خطای نسبی مطلق کمتر از ٪7/68،  ٪5/44 و ٪8/39 است. یافته های حاصل از این مطالعه اهمیت طراحی یک فرآیند تزریق آب کم شوری کاربردی را روشن می سازد.

    کلیدواژگان: مدل جامد، رسوب آسفالتین، معادله حالت ePC-SAFT، تزریق آب کم شور
  • مهدی اسکندرزاده*، علی کالاکی، مجید صفاجو جهانخانملو، میثم نجفی ارشادی صفحات 61-69

     سالانه مبالغ بالایی به خاطر مشکلات ناشی از وقوع خوردگی در صنایع بالادستی و پایین دستی نفت و گاز، از دست می رود. به منظور کنترل هزینه های خوردگی، اخیرا، مفاهیم کنترل خوردگی و مدیریت خوردگی توسعه یافته اند. هدف از فلسفه مدیریت خوردگی کاهش هزینه های خوردگی و افزایش ایمنی با فرآیند ارزیابی مجدد در مراحل مختلف پروژه است. فرآیند انتخاب مواد یکی از مراحل کلیدی در تضمین یکپارچگی سیستم بوده و نقش مهمی در سیستم جامع کنترل خوردگی ایفا می کند. برخی از پارامترهای مهم در انتخاب مواد مناسب برای کاربردهای مختلف شامل: فشار و دمای طراحی، جوش پذیری، مسایل مالی و سایر ملاحظات خوردگی می باشند. استانداردهایی مانند 21457 ISO تهیه سند رویه انتخاب مواد قبل از مراحل اجرایی پروژه را الزامی نموده است. بدون داشتن رویه ای مشخص برای انتخاب مواد، فرآیند انتخاب مواد به دلیل تنوع در کدها و شرایط سیال سرویس، کاری بسیار پیچیده و گیج کننده به شمار می آید. هدف از این مطالعه ارایه خلاصه فرآیندها و رویه های مرسوم در شرکت های بالادستی نفت و گاز برای انتخاب مواد در شرایط وجود خوردگی در نتیجه CO2 ،H2S و نمک می باشد. همچنین تدابیری برای رفع معضل آلودگی محیط زیست در نتیجه نشت فرآورده های هیدروکربنی به محیط زیست با رویکرد انتخاب صحیح مواد مورد بحث قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: انتخاب مواد، خوردگی، صنعت نفت و گاز، مدیریت خوردگی
  • میثم دوست محمدی، سید محمد میرحسینی، سید حمید لاجوردی، احسان الله ضیغمی صفحات 70-85

    در ایران برای احداث بنا در کنار خط لوله گاز همواره بایستی دو مسیله مورد بررسی و رعایت قرار گیرد اول میزان تراکم ابنیه و دوم فاصله از محور خط لوله گاز و این دو مورد توسط جداول استاندارد IGS-C-SF-015 تعیین می گردد. این در حالی است که این معیارها به تنهایی نمی توانند میزان ریسک موجود را تعیین کنند. برای این منظور بهترین راهکار استفاده از محاسبات یک نرم افزار معتبر مانند PHAST می باشد. این نرم افزار علی رغم قدرت بالای محاسبات پیامد خطر همواره برای ارایه پاسخ منطقی نیازمند ملاحظاتی می باشد. مثلا این نرم افزار به تنهایی قادر به محاسبه اثرات خاک روی لوله نمی باشد و یا تاثیر برخی از وسایل مانند شیرهای اتوماتیک را نمی تواند به تنهایی و بدون تحلیل کاربر لحاظ نماید. در این مقاله سعی می شود با مدل سازی یک خط لوله غیر مدفون در خاک که به صورت حقیقی دچار انفجار گردیده مبنایی برای یک مدل منطقی تعیین شود پس از آن می توان اثر یک سیستم قطع اتوماتیک خط موسوم به LBV را (که در ایران برای حفاظت تمامی خطوط لوله گاز فشارقوی استفاده می شود) برای نخستین بار با یک دقت عملی تعیین نمود. به این صورت که پس از به دست آوردن مدل شبیه سازی شده انفجار واقعی، ابتدا شرایط خط را با توجه به نرخ افت فشار ایجاد شده برای عملکرد صحیح LBV بررسی نموده و پس از آن به کمک نمودار پیامدهای انفجار در دو حالت عملکرد LBV و عمل نکردن LBV مورد مقایسه قرار می گیرد. برای حالت حادث شده می توان نتیجه گرفت که عملکرد صحیح این سیستم حفاظتی تا میزان بیش از 60٪ می توانسته از مساحت تحت تاثیر حادثه را کم نماید.

    کلیدواژگان: خطوط لوله گاز، PHAST، شیرخودکار، پیامد
|
  • Amin Tamuzi, Norollah Kasiri *, Amirhossein Khalili-Garakani Pages 4-13

    Implementation of innovative distillation systems in multicomponent distillation design is a complex task because of multitude design variables. Operating pressure is one of the most prominent and effective variables in the distillation columns, which affects capital and operating costs directly. Many heuristic and optimization based methods are presented to find optimal operating conditions of distillation columns. Since the natural gas liquids, NGL, fractionation process is a costly and an energy demand intensive process, the design and operation of these units may affect many important petrochemicals supply chain and whole natural gas processing plant. Herein a comparison has been made between an easy to use heuristic design method and a stochastic based optimization method with genetic algorithm to design the simple and complex multicomponent distillation columns sequences for NGL fractionation processes. The results demonstrate the heuristic method is faster but in complex distillation systems, is inaccurate. In the studied case of the NGL fractionation process, the calculated column pressure by a heuristic method showed up to 40% different in comparisons against stochastic optimization results. This error leads to a 3% increase of the total annual costs in the heuristic method, which may have a significant impact on the final design and change the evaluation distillation scenarios because of cumulative error effects.

    Keywords: NGL fractionation, Operating Pressure, Multicomponent distillation, Process optimization, Heuristic
  • Majid Chegeni, Rassoul Noorossana *, Siamak Noori Pages 14-35
    The purpose of this study is to identify the key quality attributes in gas transmission projects.By applying Kelly’s personal constructs theory and repertory grid methodology as well as conducting interviews with 20 managers and experts of gas transmission projects, as many as 284 quality constructs have been identified. These constructs were classified into 40 categories by using content analysis, and they were subsequently analyzed with statistical methods. By applying the statistical analysis nine quality attributes include, compliance with the standards, competence, appropriateness in design and engineering, effective supervision, sound execution, desirability, convergence, accountability and integration were identified. These construct as the main factors affecting the quality of gas transmission projects.In this study, the data were collected from the gas transmission projects conducted from the employer’s departments. The subsequent studies not only increase the number of interviewees but also apply the contractors’ participation in the interviews to have more comprehensive results. Given the conditions of volume, temperature, and pressure, oil industry projects are of critical sensitivity and significance. The managers of project-oriented organizations can apply the findings of the present study to promote project quality and success.The present study is an original one; it is one of the main issues to be studied in investigating the concept of quality in gas transmission projects. This study includes the experimental evidence regarding the positive effect of quality attributes on the performance of such projects. Moreover, the present study attempts to develop the related literature on quality.
    Keywords: quality attributes, construct, repertory grid, cluster, Gas transmission
  • Mohammadreza Boskabadi, Zahra Robatjazi, Omid Tavakoli * Pages 36-50

    The increase in population and the expansion of industries have led to the pollution and reduction of many natural resources, including water resources. Widespread use of these resources in domestic, agricultural and industrial uses has led to the entry of pollutants and limited water resources. One of these industries is the oil and gas industry and related sectors, such as petrochemicals, which introduce many pollutants such as heavy metals, aromatics, etc. into water sources. Therefore, it is necessary to pay attention to the correct use of these resources and strategies for treatment and reuse of wastewater. Various methods are used for wastewater treatment such as flocculation, adsorption, filtration, etc., but each of them has some limitations such as low efficiency or high cost. The use of nanotechnology is one of the solutions that has recently been considered. This method improves performance by reducing the dimension of material to nanometers. There are different types of nanomaterials that due to their unique properties such as larger surface area, ability to work at low concentrations, etc., have great potential for treating contaminated water very effectively. Studies show they can be used in various forms such as nano-adsorbents, nano-membranes, nano-filters and nano-photocatalysts to remove or reduce contaminants specially from oil, gas and petrochemical wastewater. In this review, the importance and application of nanotechnology has been discussed in wastewater treatment in oil, gas and petrochemical.

    Keywords: Nanotechnology, Oil, Gas Industries, Wastewater treatment, Nanomembrane, Nanoadsorbent, Nanophotocatalyst
  • Javad Amanabadi, Saeid Jamshidi * Pages 51-60

    Asphaltene precipitation has attracted more attention in low-salinity water flooding processes in the last decade. In this study, ePC-SAFT equation of state has been used to investigate the effect of water salinity on asphaltene precipitation. To this end, a solid model with a synthetic oil containing heptane and toluene with a ratio of 70 to 30 was used to predict asphaltene precipitation. Three adjustable parameters in the Particle Swarm Optimization method were used to minimize the absolute average deviations (AAD) between experimental and modeling values. The role of water chemistry on asphaltene precipitation was addressed by changing the composition of seawater (SW) by tuning ionic strength and manipulating divalent ions. Also, to get further insights into the role of divalent ions (Mg2+, Ca2+, SO42-), three makeup water containing MgCl2, CaCl2 and Na2SO4 salts were used. Results showed that in low concentrations of salts (5000 ppm), the asphaltene molecules migrate to the oil/water interface, leading to a decrease in asphaltene precipitation. Beyond this concentration, asphaltene precipitation was increased due to the breaks of the bonding between ion-asphaltene. As to results, a lower precipitation level was observed for the case of dilution seawater (0.5 SW and 0.1SW) that could be discussed in terms of electrical double- layer expansion. The results of the comparison between modeling and experimental data show that the proposed model can predict asphaltene precipitation for MgCl2, CaCl2 and Na2SO4 brine with absolute relative deviations less than 7.68%, 5.44% and 8.39%. The finding from this study elucidates the importance of water salinity to design an applicable low-salinity water flooding.

    Keywords: Solid model, Asphaltene precipitation, ePC-SAFT EOS, low-salinity water flooding
  • Mehdi Eskandarzade *, Ali Kalaki, Majid Safajou-Jahankhanemlou, Meysam Najafi Ershadi Pages 61-69

    Annually, huge amount of money is lost due to corrosion problems in upstream and downstream oil and gas industries. In order to control the corrosion costs, recently, the corrosion control/corrosion management concept is developed. The aim of corrosion management philosophy is to reduce the corrosion costs and increase the safety by re-evaluation process in different stages of the project. Material selection process is one of key stages in integration assurance of the system, which plays important role in overall corrosion control process. Some important parameters in selecting suitable materials for using in a given working and environmental condition includes: design pressure and temperature, weldability, costs and corrosion concerns. Nowadays, the last one attracted attentions of the both researchers and owners. Codes like ISO 21457 necessitate providing Material Selection Procedure Report before proceeding executive steps of the project. Without any specific material selection procedure; the material selection process will be a complex and confusing task because of the diversity in codes and fluid service conditions. The aim of this study is to introduce researchers and engineering with corrosion concerns especially in CO2, H2S and salt contained services and the solutions which are normally employed in upstream oil industry to deal with associated problems. Towards, environmental deterioration problems in Iranian oil and gas fields are discussed and the related treatments are presented.

    Keywords: Material selection, Corrosion, Oil, gas industry, Piping, Corrosion management
  • Meisam Doust mohammadi, Seyed Mohammad Mirhosseini, Seye Hamid Lajevardi, Ehsanollah Zeighami Pages 70-85

    Two points need to be taken into consideration regarding buildings built around gas transmission pipelines in Iran, first, the density of the buildings and second, the distance from the axis of the pipeline. These values ​​are determined by standard tables IGS-C-SF-015. Nevertheless, determining the two mentioned factors is not enough to determine the risk level of threats caused by gas pipelines explosion. The best way to calculate the risk level that threatens buildings around pipelines is by using computer calculations such as PHAST software to estimate the consequences of accidents and analyze the results based on natural accidents. However, it is worth mentioning that the PHAST software also cannot calculate the effects of soil in the explosion of burial pipes. Hence, the simulation by PHAST for an explosion-exposed gas pipeline can be a basis for other evaluations. After determining the appropriate consequence modelling, the effectiveness of using equipment that can reduce the explosion‘s consequences is also investigated. In this paper, after logical modelling for the real explosion, the effectiveness of a standard protective device in gas pipelines called Line Break Valve (LBV) for reducing the explosion’s consequences is measured. At first, the probability of the LBV functioning at the time of the explosion is checked. Subsequently, by the diagram, the consequences of the accident for two modes of operation and non-operation of the LBV system are displayed and compared with each other. Ultimately, for the simulated mode, it is observed that the correct operation of the LBV system could reduce the accident consequences by more than 60%.

    Keywords: Pipelines, Gas, PHAST, Automatic valve, Line Break Valve (LBV), Consequence