فهرست مطالب

Gas Technology - Volume:7 Issue: 2, Winter 2022

Journal of Gas Technology
Volume:7 Issue: 2, Winter 2022

  • تاریخ انتشار: 1402/06/11
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدمهدی صباغیان، مستانه حاجی پور* صفحات 4-15

    بازیابی گاز مشعل یکی از فرآیندهای ضروری در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در صنایع نفت و گاز است. از طرفی با توجه به کاهش فشار و میزان تولید مخازن هیدروکربنی به ویژه در ایران، ارایه راهکارهایی برای نگهداری فشار مخازن ضروری است، بنابراین در این مطالعه پتانسیل استفاده از دی اکسید کربن جدا شده از گاز فلر در پالایشگاه پارسیان برای تزریق به یک مخزن گاز میعانی بررسی شد. برای این منظور، فرآیند بازیابی گاز مشعل با استفاده از نرم افزار Aspen HYSYS شبیه سازی و بهبودهای عملیاتی اعمال شد. سپس تزریق گاز دی اکسید کربن جدا شده به یک مخزن گاز میعانی در نرم افزار Petrel شبیه سازی شده و بهترین سناریو تعیین شد. نتایج به دست آمده نشان داد که بیشترین بازیابی CO2 با استفاده از دی ایزوپروپانول آمین به عنوان حلال با دبی USGPM 1930 حاصل می شود. نتایج شبیه سازی مخزن نشان داد که تزریق CO2 از افت فشار شدید جلوگیری کرده و موجب می شود که فشار مخزن با شیب کمتری کاهش یابد، بنابراین، نرخ تولید مخزن افزایش یافته و پایدارتر خواهد بود. پایدارترین نرخ تولید از مخزن برای نرخ تزریق 305 میلیون مترمکعب در روز به دست آمد.

    کلیدواژگان: گاز فلر، تزریق گاز، مخزن گاز میعانی، شبیه سازی
  • سمیرا احمدی، نرگس عیوضی ابهری، ملیکا اسپری، حانیه اسودی*، فاطمه عزتی کامکار، ساینا رهبری صفحات 16-23
    شیرین سازی گاز ترش به کمک حلال آمین به دلیل توانایی بالای آمین ها در حذف ترکیبات اسیدی از گاز طبیعی، همواره موردتوجه بوده است. در این فرآیند از یک برج جذب و یک برج تقطیر به منظور بازیابی آمین استفاده می شود. به دلیل مصرف انرژی بالا در برج بازیابی حلال، هزینه های عملیاتی فرایند متداول شیرین سازی گاز ترش بسیار بالا است. از این رو، بهینه سازی انرژی فرآیند یک امر ضروری محسوب می شود. در این پژوهش ابتدا فرآیند مرسوم شیرین سازی گاز مورد انتگراسیون حرارتی (HI) قرار گرفته است به نحوی که به جای استفاده از یوتیلیتی در تامین انرژی فرآیند، از انرژی جریان های فرآیندی استفاده شده است. سپس برج بازیابی آمین در این فرآیند با استفاده از روش های تراکم بخار (VRC) و تبخیر ناگهانی محصول پایین (BF) یکپارچه حرارتی شده است. نتایج نشان می دهد که سه فرآیند HI، VRC وBF نسبت به فرایند مرسوم به ترتیب حدودا 25٪، 88٪ و 90٪ کاهش مصرف انرژی داشته است. با وجود اینکه کار مصرفی کمپرسور در دو فرآیند VRC و BF تقریبا یکسان است، اما کاهش مصرف یوتیلیتی سرد و گرم در فرآیند BF نسبت به VRC ٪33 بیشتر بوده است. بنابراین، فرآیند BF عملکرد بهتری را نسبت به فرآیند VRC دارد.
    کلیدواژگان: شیرین سازی گاز ترش، انتگراسیون حرارتی، تراکم بخار، تبخیر ناگهانی محصول پایین
  • زهرا مباشری، سید حسین زهدی فسائی* صفحات 24-34
    امروزه تولید سوخت پاک یکی از چالش های بزرگ در جهان است. یکی از عواملی که باعث آلودگی محیط زیست می شود، ترکیبات گوگردی موجود در نفت خام است. در دنیای امروز قوانین سخت گیرانه ای برای کاهش میزان گوگرد در سوخت وجود دارد. روش های مختلفی برای حذف ترکیبات گوگرد از سوخت ها وجود دارد، مانند گوگردزدایی هیدروژنی (HDS)، تقطیر استخراجی، گوگردزدایی زیستی، گوگردزدایی جذبی و گوگردزدایی اکسایشی (ODS). برخی از ترکیبات گوگردی که توسط روش گوگردزدایی هیدروژنی از سوخت حذف نمی شوند را می توان به راحتی با روش اکسیداسیون حذف کرد. امروزه روش گوگردزدایی اکسایشی به عنوان مکمل روش گوگردزدایی هیدروژنی شناخته می شود. در روش گوگردزدایی اکسایشی، ترکیبات گوگردی توسط کاتالیزورها و اکسیدکننده ها به سولفونات های مربوطه تبدیل می شوند و سپس توسط محلول ها یا جاذب های قطبی از خوراک جدا می شوند. تحقیقات مختلفی بر روی کاتالیزورها و اکسیدکننده های روش گوگردزدایی اکسایشی انجام شده است. در این مطالعه مروری جامع بر روی کاربرد نانوتکنولوژی در روش گوگردزدایی اکسایشی انجام شده است. بر اساس تحقیقات قبلی و مقالات موجود، نانوکاتالیست های مورد استفاده در فرآیند اکسیداسیون را می توان به پنج گروه طبقه بندی کرد: پلی اکسومتالات ها، اکسید فلزات واسطه، مواد کربنی، مایعات یونی و چارچوب های فلزی-آلی (MOF). همچنین نانوکاتالیست ها و اکسیدکننده های مختلف و شرایط بهینه برای دستیابی به بالاترین درصد تبدیل برای حذف ترکیبات گوگردی مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: نانوکاتالیست، گوگردزدایی اکسایشی، نفت کوره
  • محدثه شاه بهرامی، تیام خوانساری، سارا پیراینده، مرتضی قلی زاده، سارا نجفی برزگر* صفحات 35-40
    ایران دارای ششمین جایگاه در تولید گاز طبیعی در جهان به شمار می رود .پالایشگاه گاز گچساران با تولید بیش از یک میلیارد فوت مکعب گاز خشک در روز سهم عمده ای در تامین درآمدهای اقتصادی کشور دارد.شیرین سازی گاز ترش که به صورت مایع وجود دارد، همواره جهت تامین بخشی از خوراک مجتمع های پتروشیمی بندر امام، یکی از مهم ترین اهداف پالایشگاه نفت و گاز گچساران بوده است. به طوری که روزانه ده ها هزار بشکه به پتروشیمی بندر امام ارسال می شود. گازترشی که به عنوان خوراک ورودی مورد استفاده قرار می گیرد، دارای مقداری سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن است. به دلیل انرژی مصرفی بالای شیرین سازی، بهینه سازی انرژی این فرآیند از اهمیت بالایی برخوردار است .در این مطالعه، از روش تراکم بخار به منظور بهینه سازی انرژی فرآیند شیرین سازی واحد گاز گچساران استفاده شده است. در این روش به کمک کمپرسور، بخار بالای برج تقطیر فشرده می شود و این امکان را پیدا می کند که انرژی گرمایی خود را به جریان پایین برج منتقل کنند. نتایج نشان می دهد که روش تراکم بخار نسبت به فرآیند مرسوم 75 درصد کاهش مصرف انرژی داشته است که مهم ترین دلیل آن کاهش مصرف یوتیلیتی گرم و یوتیلیتی سرد است. البته در این فرایند یک کمپرسور اضافه می شود که فشار خروجی آن به طور دقیق محاسبه شده است. چنانچه فشار خروجی کمپرسور بیش از حد افزایش یابد، این روش کارایی خود را از دست می دهد و غیراقتصادی می شود.
    کلیدواژگان: شیرین سازی گاز ترش، گاز طبیعی، تراکم بخار، بهینه سازی انرژی
  • صادق صحرائی* صفحات 41-62
    در قرن بیست و یکم، حجم بزرگی از نفت و گاز در صنعت پتروشیمی مصرف می شود که با در نظر گرفتن جمعیت رو به رشد تقاضای انرژی جهانی رو به افزایش است. گاز طبیعی، پاک ترین منابع غیرقابل تجدید است که در مقایسه با دیگر هیدروکربن ها، به عنوان یک منبع انرژی مهم در نظر گرفته می شود. به طورکلی با توجه به حجم بزرگی از گاز شیل، متراکم گازی و متان زغال سنگ و هیدرات گازی، مخازن گاز غیرمتداول به عنوان یک منبع عظیم هیدروکربن شناخته شده است. دامنه این مطالعه شامل تاثیرات زیست محیطی، ویژگی های زمین شناسی، موانع و چالش های فنی استخراج از مخازن غیرمتداول از جمله تقاضای انرژی، مصرف و تولید انرژی، آلودگی آب، انتشار گاز گلخانه ای و ویژگی های زمین شناسی مخزن است. این مقاله به بررسی روش های نوظهور در توسعه گاز غیر معمول در کشورهای مختلف با تمرکز بر ایالات متحده می پردازد. نتایج نشان می دهند که امکان توسعه گازی غیرمتداول در کشورهای مختلف وجود دارد، اما آینده آن به مسایل زیست محیطی، سرمایه گذاری در انرژی های تجدیدپذیر و بازارهای جهانی گاز بستگی دارد.
    کلیدواژگان: گاز غیرمتداول، گاز شیل، متراکم گازی، متان زغال سنگ، هیدرات گازی
  • زهرا عسگری، محمد یزدانی، المیرا نوذری، هدیه سعیدی* صفحات 63-71
    واحد شیرین سازی پالایشگاه گاز ایلام نقش اصلی در تامین خوراک الفین دارد و در حال حاضر استان های ایلام، کرمانشاه، بخش هایی از همدان، کردستان و لرستان مصرف کننده ی گاز تولیدی این پالایشگاه هستند. واحد شیرین سازی گاز پالایشگاه ایلام دارای یک برج جذب و یک برج تقطیر است. در برج جذب به کمک حلال دی اتانول آمین، H2S و CO2 از گاز طبیعی حذف می شوند و در برج تقطیر نیز حلال استفاده شده، بازیابی می شود. مشکلی که وجود دارد این است که مصرف انرژی این فرآیند به ویژه برج تقطیر، بسیار بالا است. در این مقاله از روش Feed Splitting برای انتگراسیون حرارتی برج تقطیر واحد شیرین سازی گاز پالایشگاه ایلام استفاده شده است. به این صورت که خوراک ورودی به برج تقطیر قبل از ورود به برج به دو قسمت تقسیم می شود. سپس بخش پایینی آن به کمک محصول پایین برج پیش گرم می شود. پیش گرم کردن بخش پایینی خوراک باعث کاهش Heat Duty ریبویلر و کندانسور می شود. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی میزان مصرف انرژی را 17% کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: شیرین سازی گاز، دی اتانول آمین، پالایشگاه ایلام، تقسیم خوراک
|
  • MohammadMahdi Sabaghian, Mastaneh Hajipour * Pages 4-15

    Flare gas recovery is one of the essential processes in reducing the greenhouse gas emissions caused in the oil and gas industry. On the other hand, due to the reduction of pressure and production rate of hydrocarbon reservoirs especially in Iran, it is necessary to provide solutions for reservoirs pressure maintenance. Therefore, in this paper the potential application of the separated carbon dioxide from the flare gas in Parsian refinery was investigated for injection into a gas condensate reservoir. For this purpose, the flare gas recovery process was simulated using Aspen HYSYS software and operational enhancements were applied. Next, the injection of the separated carbon dioxide into a gas condensate reservoir was simulated in Petrel software, and the best scenario was determined. The obtained results indicated that maximum CO2 recovery is achieved using Diisopropanolamine as solvent with the flow rate 1930 USGPM. The reservoir simulation results revealed that CO2 injection prevents severe pressure drop and causes the reservoir pressure to decline with a lower slope. Thus, the reservoir production rate increases and becomes more stable. The most stable production rate was attained for injection rate of 305 million cubic meters per day.

    Keywords: Flare gas, Gas injection, Gas condensate reservoir, Simulation
  • Samira Ahmadi, Nargess Eyvazi-Abhari, Melika Esperi, Hanieh Asvadi *, Fateme Ezati Kamkar, Sayna Rahbari Pages 16-23
    The sweetening of sour gas by amine solvent has attracted a lot of attention due to the high ability of amines to remove acidic compounds from natural gas. In this process, an adsorption column and a distillation column are used to recover the amine. The operating costs of the conventional sour gas sweetening process are very high due to the high energy consumption in the solvent recovery column. Therefore, process energy optimization is very essential. In this research, first, the conventional gas sweetening process was subjected to heat integration (HI) so instead of using utility in supplying process energy, the energy of process flows has been used. Then, the amine recovery column is thermally integrated into this process by Vapor Recompression (VRC) and Bottom Flashing (BF) methods. The results showed that the HI, VRC, and BF processes reduced energy consumption compared to the conventional process about 25%, 88%, and 90%, respectively. Although the compressor consumption of the VRC and BF processes is almost the same, the reduction in hot and cold utility consumption in BF is 33% higher than in VRC. So, the BF process performs better than the VRC process. Moreover, BF process could reduce total annual cost (TAC) of the base process in the maximum value of 96%. That is why BF process is selected as the best choice of heat integration in this case study.
    Keywords: Sour gas sweetening, Heat Integration, Vapor recompression, Bottom flashing
  • Zahra Mobasheri, Seyyed Hossein Zohdi * Pages 24-34
    Today, producing clean fuel oil is one of the major challenges in the world. One of the factors that causes environmental pollution is the sulfur compounds in crude oil. In today's world, there are strict rules for reducing the amount of sulfur in fuel. There are several ways to remove sulfur compounds from fuels, such as hydrodesulfurization (HDS), extractive distillation, biodesulfurization, adsorption desulfurization, and oxidative desulfurization (ODS). Some refractory sulfur compounds that are not removed from the fuel oil by the HDS can be easily removed by oxidation method. Nowadays, the ODS method is known as a complement to the HDS method. In the oxidation method, sulfur compounds are converted to the corresponding sulfonates by catalysts and oxidants and then separated from the feed by polar solutions or adsorbents. Various researches have been done on the Catalysts and oxidants of the ODS method. In this study, a comprehensive review has been carried out on the application of nanotechnology in the oxidative desulfurization method. Based on previous researches and available articles, nanocatalysts used in the oxidation process can be classified into five groups; polyoxometalates, transition metal oxide, carbon materials, ionic liquids and metal-organic frameworks (MOF). Also, different nanocatalysts and oxidants and optimal conditions to achieve the highest conversion percentage for the removal of sulfur compounds were investigated.
    Keywords: nanocatalyst, Oxidative desulfurization, Fuel oil
  • Mohaddeseh Shahbahrami, Tiyam Khansari, Sara Pirayande, Morteza Gholizadeh, Sara Najafi Barzegar * Pages 35-40
    Globally, Iran ranks 6th in natural gas production. Producing over 1 billion cubic feet of dry natural gas, the Gachsaran gas refinery is a major revenue source for the country. Tens of thousands of barrels are sent to the Bandar-e-Emam petrochemical plant every day, and the Gachsaran oil and gas refinery always aims to partially supply the feed for this petrochemical complex by sweetening sour natural gas feed containing some H2S and CO2. Due to the high energy consumption of the sweetening unit, energy optimization of this process is significant. Vapor Recompression Column was used for optimizing sweetening process energy in the Gachsaran gas unit, and the distillation column's top vapor was compressed to transfer its thermal energy to the bottom. The results show that Vapor Recompression Column consumed about 75% less energy than the conventional process mostly due to warm and cold utility savings. The output pressure of the compressor added in this process was calculated accurately. If the compressor output pressure increases excessively, this method becomes inefficient and uneconomical.
    Keywords: Sour gas sweetening, Natural gas, Vapor Recompression Column, Energy Optimization
  • Sadegh Sahraei * Pages 41-62
    In the 21st century, the petrochemical industry has experienced a significant increase in oil and gas consumption due to the growing global population and energy demand. Among nonrenewable resources, natural gas stands out as the cleanest option, making it an essential resource for the energy industry in comparison to other hydrocarbons. Unconventional gas, including shale gas, tight gas, coalbed methane, and gas hydrate, has emerged as a substantial hydrocarbon resource. This study aims to explore the environmental impacts, geological features, obstacles, and technical challenges associated with the exploitation of unconventional gas reservoirs, encompassing aspects such as energy demand, consumption and production, water pollution, greenhouse gas emissions, and reservoir geology properties. The paper also reviews the various approaches to developing unconventional gas in different countries, with a particular focus on the United States. The findings indicate that the feasible development of unconventional gas is indeed possible in different countries. However, the future outlook for this resource will heavily rely on several factors, including addressing environmental concerns, investment in renewable energy, and the state of global gas markets.
    Keywords: Unconventional gas, Shale gas, Tight gas, Coalbed methane, Gas hydrate
  • Zahra Asgari, Mohammad Yazdani, Elmira Nozari, Hedieh Saeidi * Pages 63-71
    The sweetening unit of the Ilam Gas Refinery plays a major role in providing olefin feed, and at the present time, the provinces of Ilam, Kermanshah, Hamedan, Kurdistan, and Lorestan in Iran are the consumers of the gas produced by this refinery. The gas sweetening unit of the Ilam Gas Refinery has an absorption and distillation column. H2S and CO2 are removed by diethanolamine in the absorption column, and the entrainer is recovered in the distillation column. The concern is the high energy consumption of this process, particularly the distillation column. In this study, a novel method for heat integration of the distillation column of the gas sweetening unit of the Ilam Gas Refinery was used, so that the feed entering the distillation column was splitted into two sections prior to feeding. Afterwards, the bottom section was preheated by the bottom product of column. Preheating the bottom section of feed decreased the reboiler and condenser duties. The results demonstrate that the proposed method decreases the energy consumption by 17%.
    Keywords: Natural gas sweetening, Diethanolamine, Ilam Gas Refinery, Feed Splitting