گزارش کار آموزی در پالایشگاه گاز استان ایلام
نام کارآموز: فرحناز صابری
رشته تحصیلی: مهندسی نفت
شماره دانشجویی: 9111151050
استاد راهنما: جناب آقای مستطاب
1394-1393
مربی کارورزی: جناب آقای مهندس داری پور
سمت: رئیس بخش کنترل فرآیند
محل کارآموزی: پالایشگاه گاز ایلام حوزه تجریان
فصل اول: مقدمه
معرفی اجمالی پالایشگاه ایلام
در راستای تامین بخشی از نیازهای انرژی کشور و جایگزینی و مصرف گاز طبیعی به عنوان انرژی پاک و ارزان و مناسب برای مصارف خانگی و صنعتی در استانهای ایلام، شرکت پالایش گاز ایلام تاسیس و فعالیت های خود را در بخش تولید گاز طبیعی پالایش شده و مایعات گازی همراه از دو حوزه گازی چوار و بدره از سال 1375 آغاز نمودهاست. این پالایشگاه که در 25 کیلومتری شما شرقی شهر ایلام ، دارای ظرفیت تولید گاز طبیعی 5/18 میلیون مترمکعب استاندارد گاز و 12000 بشکه مایعات گازی تثبیت شده و 90 تن گاز مایع1 در روز است.
شروع بهره برداری از فاز اول آن در سال 1365 و فاز دوم در سال 1375 می باشد. گاز طبیعی مورد نیاز این پالایشگاه از طریق 14 حلقه چاه موجود در منطقه تامین می شود – اخیراً نیز قرار است که حلقه چاههای شماره 15 و 16 نیز به این مجموعه اضافه شوند- و پس از انجام فرآیندهای تفکیک، شیرین سازی و نمزدایی بر روی آن، آماده انتقال به مبادی مصرف می گردد. انجام این فرآیند های اصلی که در طراحی و تجهیز آنها از آخرین اطلاعات و فناوری استفاده شده است، توسط واحد های شیرین سازی، نم زدایی، بازیافت گلایکول، تبرید با پروپان، تثبیت مایعات و تولید گاز مایع و … میسر می گردد. تولید انرژی برق در این تاسیسات توسط توربین های گازی موجود که مجموعاً 2/7 مگاوات ظرفیت را دارا هستند، انجام میگیرد. گاز طبیعی تولید شده صنایع تولیدی استان ایلام، مصارف خانگی و صنعتی استان کرمانشاه… راتغذیه می نماید که در آینده به این تعداد افزودهخواهدشد.
مایعات گازی این پالایشگاه در گذشته به وسیله خط لوله به تاسیسات چوار فرستاده شده و پس از ذخیره سازی در مخازن به اسکله فرستاده میشد و پس از بارگیری در کشتی عمدتاً به کشورهای شرق آسیا صادر می شد اما در چند سال اخیر مایعات گازی تثبیت شده این پالایشگاه جهت تامین بخشی از خوراک ورودی پالایشگاه نفت بندرعباس ارسال می گردد.
گاز مایع به عنوان محصول جدید این پالایشگاه در واحد تثبیت مایعات گازی تولید و به شرکت های پخش فرآورده های نفتی تحویل می گردد.
پروژه چوار یک در سال 1365مورد بهره برداری قرار گرفت. از این پروژه به منظور تامین گاز مورد نیاز نیروگاه بندرعباس استفاده می شد.این پروژه شامل تاسیسات سرچاهها خطوط لوله جمع آوری دو فاز گاز، واحد تفکیک کننده های مرکزی، واحد تثبیت مایعات گازی، خط لوله انتقال گاز به نیروگاه بندرعباس و همچنین مخازن، خط لوله و پمپ های انتقال مایعات تثبیت شده به مخازن چوار جهت صادرات می باشد، لازم به ذکر است که مرکز تثبیت موقت مایعات گازی فقط در هنگام خارج از سرویس بودن واحد تثبیت چوار دو (واحد تثبیت مایعات گازی، واحد 700) به کار میافتد.
ظرفیت کل این واحد 7/6 میلیون متر مکعب نرمال در روز بوده و گاز مورد نیاز واحد از پنج حلقه چاه (چاههای شماره 1و 2و 3و 4و 9)که بر روی مخزن گاز طبیعی چوار و در لایه گوری و بدره حفر شده است تامین میگردد. ظرفیت بهره برداری از هر چاه در شرایط عادی عملیاتی، به استثنای چاههای شماره 1 و 3 معادل 34/1 و چاههای شماره 1و3 به ترتیب معادل 67/2 میلیون متر مکعب نرمال در روز میباشد.
گاز پس از جمع آوری وارد چهار ردیف تفکیک کننده دو فاز با فشار عملیاتی 69 بار میشود، گاز تفکیک شده برای تنظیم نقطه شبنم به چوار دو منتقل میشود سپس از خروجی چوار دو به مقدار نیاز گاز به خط 22 اینچی انتقال گاز نیروگاه تزریق میشود.
خط لوله 22 اینچی به طول تقریبی 50 کیلومتر پالایشگاه چوار را به نیروگاه بدره متصلمینماید، مایعات تفکیک شده نیز حدود 112 استاندارد متر مکعب در روز (6994 بشکه در روز) است وارد سرخون دو برای جدا شدن آب و تثبیت، سپس به چوار یک جهت انبار در مخازن و پمپاژ به مخازن خونسرخ جهت صادرات بر می گردند.
فصل دوم: آشنایی با واحدها
واحد ایمنی
بازرسی فنی
بهره برداری آزمایشگاه
سایت فرایندی
1-1 معرفی واحد پالایشگاه
واحدهای پالایشگاه شامل واحد 100 ، تاسیسات سر چاهها و خطوط جمع آوری، واحد 200 واحد تفکیک کننده های ورودی، واحد 400 واحد تنظیم نقطه شبنم، واحد 500 سیکل تبرید، واحد 600 واحد بازیافت گلایکول، واحد 700 واحد تثبیت مایعات گاز، واحد 810 واحد آب آشامیدنیومصرفی، واحد 820 واحد هوای فشرده، واحد 830 واحد گاز سوخت، واحد 840 واحد برج و حوضچه های سوزان، واحد 860 واحد آب آتش نشانی، واحد 900 واحد تولید برق (نیروگاه) و واحد 1000 واحد شیرین سازی گازهای ترش، گاز مایع خروجی از واحد 700، پکیج نیتروژن و پکیج آب شیرینکن2میباشد.
علاوه بر واحدهای ذکر شده که روند اصلی پالایش گاز هستند، واحدهای دیگری هم در این پالایشگاه به منظور پشتیبانی از عملیات در حال اجرا و ایجاد شرایط بهینه کاری مشغول میباشند. این واحدها شامل اتاق کنترل و واحد تعمیرات میشود.
اتاق کنترل
اتاق کنترل در واقع مغز پالایشگاه بوده و همواره در حال بررسی شرایط انجام فرآیندهای پالایش، تبرید و انتقال گازها و میعانات گازی است.
در اتاق کنترل سرعت چرخش پمپها، توربین ها، کمپرسورها و فن های خنک کننده و همچنین دما و سایر پارامترهای مورد نیاز به صورت لحظه به لحظه در حال اندازه گیری است و در صورت ورود به منطقه بحرانی، هشدار3هایی توسط دستگاه کنترلی نمایش داده شده و در صورت وجود شرایط اضطراری دستگاه های تحت خطر را خاموش می کند.
فصل سوم: کارهای انجام شده در واحدهای مختلف
واحد تثبیت میعانات گازی (( stabilizer
واحد شیرین سازی گاز ( Activated Amine )
واحد برج جذب و دفع
واحد استحصال اتان ( C2 Recovery )
واحد سردسازی ( Turbo expender )
سیستم تبرید4:
تبرید عبارت است از جذب حرارت از یک سیال و دفع آن به سیال دیگر (سیال می تواند هوا یا آب ویا هر نوع گاز یا مایع دیگر باشد). در کلیه سیستمهای تبرید حفظ سرما مستلزم جذب حرارت از موادی با درجه حرارت کمتر و خارج کردن این حرارت به محیطی با درجه حرارت بالاتر می باشد.
اجزاسیستم تبرید:
الف) کمپرسور
ب) کندانسور
ج) شیرانبساط
د) تبخیرکننده5
در سیکل تبخیر-تراکمی ایده آل از سیال عامل به عنوان ماده خنک کننده برای جذب واز دست دادن انرژی گرمایی استفاده می شود. انتقال انرژی باعث می شود سیکل تبخیر- تراکمی یک محیط بسته را خنک کند. در سیکل تبخیر- تراکمی ایده آل از هر گونه اتلافی صرف نظر می شود.در این سیکل، سیال عامل به صورت بخار اشباع وارد کمپرسور می شود. هنگامیکه سیال عامل فشرده می شود، دما و فشار آن افزایش می یابد. پس از فشرده شدن سیال وارد چگالنده می شود. در این قسمت انرژی گرمایی با محیط مبادله می شود که در نتیجه سیال عامل خنک شده و به مایع اشباع تبدیل می شو. سپس سیال از درون شیر انبساط عبور می کند و فشار و حرارت آن در طی یک فرآیند آنتالپی ثابت کاهش می یابد . به دلیل کاهش فشار و حرارت، سیال عامل به صورت مخلوطی از مایع و گاز وارد تبخیرکننده می شود. در این قسمت، سیال به بخار اشباع تبدیل شده است و دوباره وارد کمپرسور شده و سیکل تکرار می شود.
تبرید تراکم – بخار
سیستم شکل قبلی رامیتوان به دو منظوراستفاده کرد،مورد اول اینکه ازاین سیستم برای سرد سازی استفاده کرد،که دراین صورت میخواهیم فضایی را در دمایT_1 پایین تر از دمای محیط،T_3 نگهداریم. بنابراین دراین صورت هدف از ساختن چنین سیستمی، کمیتq_L میباشد.
عملکرد سیستم تبرید را برحسب ضریبβ، اندازه میگیرند:
β=q_l/w_c
مورد دوم این است که ازسیستم تبرید به عنوان تلمبه گرما استفاده شود.دراین مورد میخواهیم فضایی را در دمایT_3 ،بالاترازدمای محیط،T_1 نگه داریم و هدف از ساختن چنین سیستمی،کمیت q_Hمیباشد.در این صورت عملکرد تلمبه ی گرمایی،β'،بصورت زیراست:
β^'=q_H/w_c
به این نکته بایدتوجه کرد که سیستم های تبرید و پمپ های گرمایی از نظر متغییرهای طراحی باهم متفاوتند،ولی تحلیل هردوی آنها یکسان است.
2-2 کمپرسور
کمپرسورها در واقع قلب یک سیستم تبرید هستند زیرا عمل آنها مکش گاز از اواپراتور و رانش به طرف کندانسور می باشد.
کمپرسور در قسمت مکش تولید فشار ضعیف و در قسمت خروجی تولید فشار زیاد می نماید که این گاز به نوبه خود در کندانسور مایع می گردد و به طور مختصر کمپرسور نیروی لازم برای ادامه عمل سیستم را تولید می نماید و برای این منظور کمپرسورهای مختلفی به کار رفته است.
2-2-1 عملکرد کمپرسور
کار کمپرسورها، ایجاد نیروی مکش لازم برای مکیدن گاز مبرّد از اواپراتور، متراکم کردن گاز، و سپس فرستادن آن به کندانسور است، که در آن گاز به مایع تبدیل می شود. مکندگی کمپرسور، گاز را از سمت راست فشار ضعیف به سمت فشار قوی منتقل می کند، و حجم گازی که باید متراکم شود بستگی به میزان جابه جایی پیستون کمپرسور دارد.
2-2-2 ساختمان و اجزای کمپرسور:
الف) سوپاپهای مکش6
ب) سوپاپهای تخلیه فشار7
ج) محور و محفظه یاتاقان و آبندی آنها
د) سسیتم روغن کاری8
ه) سیستم خنک کننده
و) شیرهای سرویس کمپرسور9
ز) دستگاه کنترل ظرفیت10
2-2-3 انواع کمپرسور
کمپرسورها را برحسب نیاز در اندازه های مختلفی می سازند و با توجه به نحوه کارکرد به سه نوع پیستونی، دوار و گریز از مرکز تقسیم می شوند.
کمپرسورها را برحسب نیاز در اندازه های مختلفی می سازند و با توجه به نحوه کارکرد به سه نوع پیستونی ، دوار و گریز از مرکز تقسیم می شوند . کار کمپرسورها ، ایجاد نیروی مکش لازم برای مکیدن گاز مبرّد از اواپراتور، متراکم کردن گاز، و سپس فرستادن آن به کندانسور است، که در آن گاز به مایع تبدیل می شود. مکندگی کمپرسور، گاز را از سمت راست فشار ضعیف به سمت فشار قوی منتقل می کند ، و حجم گازی که باید متراکم شود بستگی به میزان جابه جایی پیستون کمپرسور دارد.
وظیفه کمپرسورها:
وظیفه کمپرسوردر سیستم تبرید تراکمی این است که با ایجاد اختلاف فشار لازم ، جریان مبرّد را از یک قسمت سیستم به قسمت دیگر برقرار کند. در اثر وجود همین اختلاف فشار بین سمت فشار قوی و سمت فشار ضعیف است که مایع مبرّد از میان شیر انبساط به اواپراتور رانده می شود. برای اینکه بخار کم فشار، اواپراتور را ترک کند و راهی واحد تقطیر شود باید فشاری بیشتر از فشار موجود در قسمت مکش واحد تقطیر داشته باشد.
الف) کمپرسورهای پیستونی:
طراحی سیلندر در کمپرسورهای پیستونی از نظر تعداد و نحوه آرایش سیلندرها و دوطرفه یا یک طرفه بودن آنها (پیستون دوسره یا یک سره) متفاوت است. کمپرسورهای پیستونی را با یک سیلندر تا 16 سیلندر می سازند و نحوه آرایش سیلندر در آنها برحسب نیاز به صورتهای جناغی، جفت جناغی و شعاعی یا ستاره ای است.
ب) کمپرسورهای دوار:
از آنجا که در کمپرسورهای دوار بسته، کیفیت گرداندن کمپرسور به دلیل یکجا بودن موتور و کمپرسور بهتر است، امروزه آنها را، به ویژه در ظرفیتهای کمتر از یک تن، به تعداد زیاد تولید می کنند. کمپرسور بسته، کمپرسوری است که در آن موتور و کمپرسور هر دو درون یک محفظه تحت فشار جا گرفته اند، و محور موتور و میل لنگ کمپرسور یکپارچه است. موتور به طور دائم با مبرد تماس دارد.
عملکرد کمپرسور دوار مشابه با کمپرسور پیستونی است؛ به این ترتیب که با متراکم ساختن گاز مبرد اختلاف فشار لازم برای به گردش درآوردن مبرد در سیستم را فراهم می کند. البته نحوه تراکم گاز در کمپرسور دوار، اندکی متفاوت است. در این کمپرسور عمل تراکم در اثر حرکت دورانی روتور نسبت به اتاقک تراکم یا سیلندر انجام می گیرد.
کمپرسورهای دوار از نظر ساختمان به دو نوع تیغه ثابت و تیغه گردان تقسیم می شوند. قطعات متحرک کمپرسور دوار تیغه ثابت عبارت اند از:رینگ، بادامک و تیغه کشویی و….
کمپرسورهای گریز از مرکز:
کمپرسورهای گریز از مرکز ذاتاً ماشینهای پر دوری هستند و بهترین گرداننده آنها توربین بخار است. از آنجا که آنها را برای دورهای همسنگ دور بالای توربین طراحی میکنند، میتوان آنها را مستقیماً کوپله کرد. جایی که بخار پرفشار باشد، توبین به منزله شیرفشار شکن عمل می کند و بخار کم فشار خروجی از توربین می تواند برای گرمایش یا مقاصد دیگر به کار رود. ولی در بسیاری از کاربردها، خصوصاً در ظرفیتهای پایین، کمپرسورها را موتورهای برقی می گردانند که به جعبه دنده های افزاینده مجهزند. کمپرسورهای گریز از مرکز از مبردهای کم فشار استفاده می کنند و معمولاً اواپراتور و کندانسور آنها هر دو با فشار کمتر از جو کار میکنند.عمل تراکم گاز در کمپرسور گریز از مرکز با نیروی گریز از مرکز انجام می گیرد. از این رو این کمپرسورها برای تراکم مقادیر زیاد گاز مبرد و اختلاف فشارهای کم ایده ال هستند . همچنین سیستمهای تبرید کم دما و به خصوص آنهایی که از هیدروکربنهای نفتی یا هالوژنه به عنوان مبرد استفاده می کنند ، سازگاری بیشتری با این کمپرسورهادارند.
در تاسیسات کمپرسور گریز از مرکز، اگر توربین بخار در دسترس باشد از نظر اقتصادی ترجیح دارد، زیرا تجهیزات و نیروی کار لازم برای چنین تاسیساتی در مقایسه با آنچه برای کمپرسور دوار با توربین گازی مشابه لازم است، نسبتاً کوچکتر و کمتر است. دلیل آن عمدتاً جمع و جوری و سبکی دستگاهها نسبت به قدرت مصرفی است. به علاوه کمپرسور گریز از مرکز فقط بخش کوچکی از فضای لازم برای تجهیزات تبرید را اشغال می کند. واحدهای تبرید نوع گریز از مرکز در ظرفیتهای 100 تا 2500 تن و برای کار موتور برقی، توربین بخار و یا موتور درونسوز تولید می شوند.
11
نقطه شبنم
میدانیم هوا همواره حاوی مقدار متغییری بخار آب است و نقطه شبنم نشان دهنده میزان رطوبت موجود در هوا است. به این جهت هر چقدر مقدار نقطه شبنم بیشتر باشد نشان دهنده این است که برای یک درجه حرارت معین، هوا رطوبت بیشتری را در خود جای داده است و از ان طرف هم نقطه شبنم هوای مرطوبت بیشتر از نقطه شبنم هوای خشک است.
درجه حرارت نقطه شبنم درجه حرارتی است که درآن دما ( با فشار ثابت و میران بخار ثابت ) بخار سرد شده و به حالت اشباع می رسد. این رسیدن به حالت اشباع هنگامی اتفاق می افتد که هوا بیشترین مقدار بخار آب را در خود نگهمی دارد.
چندنکته درمورد نقطه شبنم:
چگالش بخارات آب هنگامی اتفاق می افتدکه درجه حرارت هوا به پائین تر از نقطه شبنم برسد.
نقطه شبنم نیز مانند سایر روشهای اندازه گیری رطوبت می تواند از طریق خواندن رطوبت سنج11سنجیده شود.
نقطه شبنم در واقع همان نقطه اشباع 11است.
هنگامیکه نقطه شبنم به زیر نقطه انجماد برسد آن را نقطه فریز 11می نامند. در این حالت بجای اینکه بخارات آب تبدیل به شبنم شوند به برفک تبدیل می شوند که ان را شبنم یخ زده11می نامند.
نقطه شبنم ارتباط مستقیم با رطوبت دارد. رطوبت نسبی بالا نشان دهنده این است که درجه حرارت هوا زیاد است. هر گاه رطوبت نسبی هوا به 100% برسد نقطه شبنم برابر با درجه حرارت جاری است.
در یک نقطه شبنم ثابت با افزایش درجه حرارت منجر به کاهش رطوبت نسبی میشود، به همین دلیل است که در آب و هوای استوایی می توانیم رطوبت نسبی پائین داشته باشیم با این وجود احساس مرطوب بودن هوا را داشته باشیم.
در یک فشار معین مستقل از حرارت نقطه شبنم نشان دهنده کسرمولی بخار آب در هوا است و بنابراین تعیین کننده رطوبت مخصوص11 موجود در هواست.
یکی از معیارهای آماری مهم برای هوانوردی و خلبانی، نقطه شبنم است و شبیه محاسباتی است که برای یخ زدن کاربراتور و مه انجام می گیرد.
هر چقدر درجه حرارت بیشتر شود برای رسیدن به حالت تعادل بین بخار آب و فشار میزان بخار آب موجود در هوا هم بیشتر می گردد. این رفتار بخار آب بستگی به فشار هوا ندارد.
شکل گیری نقطه شبنم حتی اگر فقط تنها گاز موجود بخار آب باشد نیز صورت میگیرد.
نقطه شبنم تابعی یکنواخت است به همین جهت نقطه شبنم می تواند با استفاده از فشار جزئی بخار آب به تنهایی تعیین شود وبه عکس.
فصل چهارم:
مشاهدات
مطالعه موردی 1
3-1نم زدایی چیست و در پالایشگاه چوار چگونه انجام میشود؟
نم زدایی یارطوبت زدایی یکی از مراحل پالایشگاز طبیعی است. پس از تفکیک نفت با گاز مقداری آب آزاد همراه با گاز طبیعی وجود دارد که بیشتر آن توسط روش های جداسازی ساده در سر چاه یا در نزدیکی آن از گاز جدا می شود. در حالیکه بخار آب موجود در محلول گاز میبایست طی فرایندی بسیار پیچیده تحت عنوان عملیات نم زدایی و یا رطوبت زدایی از گازطبیعی تفکیک گردند تا گاز استخراج شده بدون ناخالصی وآماده فرآوری گردد.
رطوبت زدایی با محلول گلایکول
نوع متداول نم زدایی جذب 11 با عنوان نم زدایی گلایکول که ماده اصلی این فرایند می باشد شناخته می شود. در این فرایند، از مایع نم زدای خشک کننده حاوی گلایکول برای جذب بخار آب از جریان گاز استفاده می شود. دراین نوع فرایند اغلب از دو محلول گلایکول با اسامی دی اتیل گلایکول 11 یا تری اتیل گلایکول 11 استفاده می گردد.
خواص ملکولی ماده گلایکول شباهت بسیاری با آب دارد بنابراین چنانچه در تماس با جریانی از گازطبیعی قرار گیرد، رطوبت آب موجود در جریان گاز را جذب و جمع آوری می نماید. ملکولهای سنگین شده گلایکول در انتهای تماس دهنده جهت خروج از نم زدا جمع و خارج می شو ند سپس گازطبیعی خشک نیزاز جانب دیگر به بیرون از نم زدا انتقال می یاید.
محلول گلایکول را از میان دیگ بخار به منظور تبخیر نمودن آب محلول در آن و آزاد کردن گلایکول جهت استفاده مجدد آن در فرایندهای بعدی نم زدایی عبور می دهند.
این عمل با بهره گیری از پدیده فیزیکی یعنی وجود اختلاف در نقطه جوش آب تا 212درجه فارنهایت (100 درجه سانتیگراد ) و گلایکول تا 400 درجه فارنهایت صورت می گیرد.
البته برای نم زدایی روش های دیگری ازقبیل رطوبت زدایی با ماده خشک کننده جامد نیزوجود داردکه بدلیل عدم استفاده از این روش ها درپالایشگاه سرخون به شرح آن نمی پردازیم.
درپالایشگاه چواراین عملیات در واحد 400 انجام می شود که مراحل آن به شرح زیر است.
واحد آب زدایی و تنظیم نقطه شبنم به منظور گرفتن بخارآب گاز خروجی از واحد جداسازی ورودی(واحد200)توسط محلول دی اتیلن گلایکول و تنظیم نقطه شبنم هیدروکربنی گاز به وسیله جداسازی مایعات گازی و آب همراه و کاهش نقطه شبنم گاز می باشد.میعان گاز در طول شبکه سبب بروز مشکلات بهره برداری از قبیل کاهش ظرفیت خطوط لوله،گرفتگی آنها و در پاره ای از موارد ازدیاد آهنگ زنگ زدگی در مسیر لوله و تجهیزات آن میباشد.مایع شدن گازی که با خود بخار آب همراه داشته باشد در دو مرحله انجام می گیرد. در یک درجه حرارت که نقطه شبنم آب نامیده می شود بخارآب همراه با گاز شروع به مایع شدن مینماید بدون اینکه هیدروکربنهای گاز مایع شوند و سپس در یک درجه حرارت پایین تر هیدروکربنهای گاز شروع به مایع شدن می نمایند که این دما نقطه شبنم هیدروکربنی گاز نامیده می شود. مایع شدن گاز طبیعی بستگی به سه عامل زیر دارد:
1-درجه حرارت
2-فشار
3-نوع و هیدروکربنهای سنگین موجود در مخلوط گاز
نظر به اینکه کنترل عواملی از قبیل فشار و درجه حرارت گاز در طول سیستم انتقال مشکل و یا غیر عملی می باشد،برای جلوگیری از میعان آن در شبکه انتقال و توزیع معمولاً از عامل سوم یعنی کاهش مقدار مایعات گازی(اجزاء هیدروکربنهای سنگین)موجود در گاز از طریق سرد کردن آن قبل از ورود به شبکه انتقال استفاده می شود.برودت لازم برای سرد کردن گاز توسط واحد تبرید(واحد500)که در آن از پروپان استفاده می گردد،تامین می شود.مایع شدن بخارآب موجود در گاز در طول لوله های انتقال و توزیع گاز باعث تشکیل موادی بنام هیدرات11 می گردد.
هیدرات ها بلورهای جامد برف گونه ای هستند که از یک شبکه مولکولی آب که بین آنها فضای خالی وجود دارد تشکیل شده اند.مواد فوق هنگامی که فضای خالی بین آنها توسط مولکولهایی نظیر متان،اتان،هیدروژن سولفوره،انیدرید کربنیک و مولکول هایی نظیر آنها پر شود حالت پایدار پیدا می کنند.از نقطه نظر فنی مولکول های بزرگتر از ایزو بوتان نمی توانند در درون این حفره قرار گیرند و پنتان و مولکول های بزرگتر از آن،شبکه مزبور را به هم زده و مانع تشکیل هیدرات پایدار می گردند.هیدرات معمولاًدر فصل مشترک بین آب و گاز تشکیل شده و هیدروکربنهای لازم برای تشکیل آن بیشتر از آنهاییکه در داخل آب حل شده اند تامین می شود.
هیدرات شبیه به ذرات بلور تکثیر می شود.این مواد در نقاطی مانند صفحات سوراخدار اندازه گیر جریان،محل عبور از شیرها،نقاط باریک دیگر در مسیر گاز و در جایی که فشار و سرعت گاز به نحوی است که قادر به حرکت دادن آنها نمی باشد، تشکیل می شوند و در صورتیکه این عمل ادامه یابد گرفتگی لوله ها و اشکالاتی در سیستم انتقال و توزیع گاز به وجود می آید.
برای جلوگیری از تشکیل هیدرات در صنعت گاز با استفاده از جذب کننده رطوبت،دی اتیلن گلایکول بخار آب موجود در گاز جدا شده و کاهش می یابد.در واحد آب زدایی و تنظیم نقطه شبنم این ماده قبل از افت درجه حرارت گاز در چیلر پروپان در دو مرحله تزریق می شود.
دی اتیلن گلایکول ماده ای است با فرمول مولکولیC_4 H_10 O_3که نقطه انجماد آن به طور خالص 8/7-درجه سانتیگراد می باشد.قابلیت حل آن در آب تقریباً کامل بوده و در هیدروکربنهای مایع بسیار کم است. گازهای جدا شده در واحد جداسازی ورودیپس از تبادل حرارت در مبدل گاز/گاز با گاز خشک با دمای پایین و کاهش دما وارد اولین مرحله جداسازی می گردد که در آنجا مایعات گازی مایع شده،جدا می شوند و به واحد200ارسال می گردند تا در آنجا همراه با مایعات چوار یک پس از تقلیل فشار وارد تفکیک کننده سه فازه آب و مایعات گازی و گاز شوند. سپس دمای گاز حاصل در دو مرحله توسط گاز خشک و مبرد پروپان کاهش داده می شود.قبل از هرکدام از این دو مرحله برای جلوگیری از تشکیل هیدرات به جریان گاز دی اتیلن گلایکول تزریق می شود.
آب حل شده در گلایکول و مایعات گازی به وجود آمده در مراحل جداسازی بعدی جدا می شود. گاز خشک حاصل پس از عبور از مبدل های گاز/گاز به خط انتقال فرستاده می شود و مایعات گازی جدا شده نیز به واحد تثبیت مایعات گازی در چوار یک فرستاده می شود.گلایکول و آب نیز به واحد بازیابی گلایکول(واحد 600)فرستاده می شوند.
واحد 500 در این پالایشگاه وظیفه تبرید گاز را برای تنظیم نقطه شبنم برعهده دارد که در مطالعه موردی 2 به آن خواهیم پرداخت.
مطالعه موردی 2
3-2 سیستم تبرید در پالایشگاه گازچوار چگونه عمل میکند؟
سیستم تبرید پالایشگاه گاز شامل یک کمپرسور توربین رستون11 و یک پاور توربین میباشدکه بصورت سری هم محور قرارداده شده اند، دور کمپرسوراولی 7000دور بردقیقه می باشد که
با یک گیربکس به 9000دور افزایش پیدا میکند وبه پاور توربین متصل می شود.
پایین آوردن نقطه شبنم هیدروکربن ونقطه شبنم آب گازدرواحد تنظیم نقطه شبنم ازطریق سردکردن ودرنتیجه جداکردن مولفه های سنگین هیدروکربن وآب صورت می گیرد.
به منظورایجادسرمایش درچیلرها،پروپان بادمائی تاحدود30^o C-استفاده می شود.
مایع اشباع پروپان در واحد 500 از طریق چند مرحله تبخیر ناگهانی پروپان و سپس فشردن بخار پروپان و به دنبال آن سرد کردن بخار فشرده بدست می آید. مایع اشباع پروپان بدست آمده در واحد 500 به چیلرهای واحد تنظیم نقطه شبنم انتقال یافته ودر آنجا از طریق جذب حرارت نهان تبخیر به صورت بخار اشباع پروپان درآمده و گاز را سرد می کند . اصول کار این واحد شبیه به کار یک سیکل تبرید معمولی است. بخار پروپان ورودی از واحد تنظیم نقطه شبنم ابتدا وارد مخزن مایع گیر شده که در آنجا قطرات مایع از ان جدا می شود. سپس بخار خروجی از مخزن وارد مرحله اول کمپرسور پروپان می شود. بخار خروجی از کمپرسور در فشار 18-13بار وارد چگالنده پروپان شده که درآنجا بخار پروپان فشار بالا دراثر جریان هوا توسط 16 عدد فن خنک شده و مایع می شود. مایع بدست آمده سپس وارد انباره پروپان می شود. مایع خروجی از انباره توسط مبدل حرارتی پروپان/ گلایکول و مایعات تبادل حرارت نموده و سرد می شود . پس از این مرحله مایع پروپان با عبور از یک شیر کنترل سطح فت فشار یافته و سپس وارد مخزن تبخیر آنی فشار بالا می شود . بخارات حاصله از تبخیر وارد مرحله سوم کمپرسور می شود، مایع تفکیک شده در مخزن پس از عبور از شیر کنترل سطح وارد مخزن تبخیر آنی فشار پایین می شود و بخارات حاصل از تبخیر وارد مرحله دوم کمپرسور شده مایعات بدست آمده نیز بعنوان مایع اشباع پروپان به چیلرهای واقع در واحد تنظیم نقطه شبنم فرستاده می شود پس از سرد کردن گاز، بصورت بخار پروپان از واحد تنظیم نقطه شبنم به طرف هدر اصلی پروپان رفته و از آنجا واردمی شود که این سیکل تکرار می شود.
– چیلر موجود در واحد400 از نوع مبدل kettle Type که لوله های حامل گاز طبیعی در حجم مایع پروپان اشباع که در پوسته جریان دارد شناور می باشد ، که در اثر جذب گرمای لازم توسط پروپان درجه حرارت گاز پایین می آید. در فرآیند تبرید از سیالات مختلف می توان استفاده کرد، انتخاب یک سیال مناسب برای تبرید با در نظر گرفتن جوانب مختلف و عواملی نظیر درجه برودت لازم در چیلر و در دسترس بودن سیال مورد نظر انجام می گیرد. اصولاً یک سیال تبرید مطلوب می بایست دارای مشخصات زیر باشد
– غیر سمی باشد تا در صورت نشت و خروج از سیستم باعث آلودگی محیط و صدمه به افراد نشود.
– قیمت آن مناسب باشد و بطور معمول در دسترس باشد.
– حتی الامکان اتش گیر نباشد.
– در شرایت فشار و دمای چیلر دارای حرارت نهان تبخیر بالایی باشد.
– خاصیت انتقال حرارت خوبی داشته باشد.
با توجه به شرایط درجه برودت چیلر انتخاب شده برای تنظیم نقطه شبنم گاز و همچنین در دسترس بودن، پروپان به عنوان سیال تبرید در نظر گرفته شده است.
توربو کمپرسورهای واحد 500
1 مجموعه توربوکمپرسورهای پروپان
این مجموعه شامل سه ردیف کمپروسر به صورت موازی می باشد که هر ردیف می تواند بطور مستقل عمل نموده و گاز پروپان متراکم نماید با توجه به تولید گاز ممکن است در بعضی موارد دو ردیف همزمان در سرویس قرار گیرند. تجهیزات اصلی در مجموعه عبارتند از کمپرسور الیوت مدل M 9 – 729و توربین گازی مدل T B – 4000 ساخت شرکت رستون.
توربین رستون
مطالعه موردی 3
3-3 دلایل مطلوبیت و مزایای گاز طبیعی چیست؟
تقاضای جهانی انرژی طی دویست سال اخیر به دلیل نگرانی های زیست محیطی به سمت سوخت هایی با محتوای کربن کمتر متمایل شده است. طی این مدت انرژی مورد نیاز انسان از چوب (با محتوای کربن ۲۵/۱ نسبت به هیدروژن موجود در آن) به زغال سنگ سپس به نفت و در حال حاضر به گاز طبیعی (گاز متان با میزان کربن ۶۵٪) تغییر نموده ودراین راستا سهم گاز طبیعی به عنوان سوخت درحال افزایش است.
گاز طبیعی منبع انرژی تقریباًً پاکیزه، فراوان و ارزان قیمتی است که هم اکنون نیز به مقیاس وسیع برای مصارف صنعتی و خانگی به کار رفته و در طی دهه های آینده بهره برداری از آن گسترش خواهد یافت. در توسعه اقتصادی جهان، مناطق و کشورهای مختلف، به دلیل منابع و ذخایر عظیم در دسترس و توسعه تکنولوژی های خلاق، باعث کاهش هزینه ها و زمان اجرای پروژه ها و در نتیجه بهبود اقتصاد پروژه های توسعه و انتقال گاز شده است. همچنین تلاش جهانی برای کاهش گازهای گلخانه ای و گاز CO2 مزیت استفاده از گاز طبیعی در مقایسه با سایر سوخت ها را نشان می دهد.
دولت ها و صاحبان صنایع امروزه به دنبال آن دسته از حامل های انرژی هستند که آلاینده های کمتری تولید می کنند. به همین دلیل جهان به گاز طبیعی روی آورده است. در واقع گاز طبیعی در هر واحد انرژی حدود ۲۴ درصد نسبت به نفت خام و ۴۲ درصد نسبت به زغال سنگ گازهای آلاینده کمتری تولید می کند و این بیان گر آن است که می توان انرژی بیشتری مصرف و در مقایسه با نفت خام و زغال سنگ، آلاینده های کمتری تولید کرد.
مصرف گاز طبیعی در دهه ۱۹۹۰ در اروپا به شدت افزایش یافته، به طوری که در آلمان ۳۰ درصد، در ایتالیا ۵۰ درصد و در انگلیس ۱۰۰ درصد رشد داشته است و در مقابل تولید گاز آلایندهCO2 ، به همین نسبت کاهش یافته. هر چند انتشار CO2و ذرات معلق در مقایسه با زغال سنگ و نفت قابل چشم پوشی است. لیکن مقادیر متنابهی از NOx انتشار می یابد که نیازمند بررسی و مطالعات بیشتر آثار و تبعات آن در محیط زیست می باشد.
مطالعه موردی 4
4-1 بررسی سیستم خنک کاری توربین ها و کمپرسورها درپالایشگاه گاز چوار.
در حال حاضر برای خنک کاری توربوکمپرسورها از Hot Oilاستفاده می شود که این ماده مورد تحریم واقع شده وبرای خرید آن باید هزینه زیادی کرد،یک راه حل پیشنهادی جهت جایگذینی این ماده روی اوردن به فناوری نانو است که کشور ما دراین زمینه پیشرفت های خوبی داشته.
مطالعه موردی 5
3-5 بررسی اثرات جایگزینی سیستم های کنترلی مبتنی برشبکه های رایانه ای باسیستم مونیتورینگ موجود درپالایشگاه گاز سرخون
سیستم های کنترلی در پالایشگاه گازسرخون بصورتی است که برای جمع آوری اطلاعات اندازه گیری شده توسط ابزارهای دقیق نصب شده روی تجهیزات بطورمجزا برای هریک ازاین ابزارها از سایت به اتاق کنترل سیم کشی صورت گرفته و برای برخی دیگر ازابزارها مانند فشار سنج های آنالوگ اطلاعات فقط به صورت محلی قابل خواندن است.
دراتاق کنترل برای هریک ازقسمت های پالایشگاه تابلوهایPLC بزرگی قرار داده شده است که اطلاعات بصورت پراکنده نمایش داده میشود باوجودی که اخیرا مهندسین کنترل پالایشگاه اقدام به تهیه نرم افزاری برای فقط نمایش اطلاعات روی PLC در رایانه کرده اند اما همانطور که گفته شد این نرم افزار فقط قادر به نمایش اطلاعات بوده و تجهیزات کمافی السابق همان تجهیزات قبلی می باشند واین نرم افزار قدرت تحلیل وتشخیص شرایط بحرانی را ندارد.
این شرایط باعث می شود تا مهندسین کنترل پالایشگاه نتوانند بطورمنسجم همه اطلاعات را یکجا در اختیار داشته باشند وجمع آوری اطلاعات مستلزم حضور فیزیکی و دوره ای از سایت پالایشگاه وادوات پالایش می باشد.
امروزه باگسترش علوم رایانه وشبکه های رایانه ای تمامی ابزارهای جدید به گونه ای ساخته می شوند که قابلیت تبادل اطلاعات با این سیستم ها را داشته باشند ابزارهای دقیق صنعتی نیز از این قاعده مستثنی نبوده وبرای همه موارد نیاز ازجمله دماسنج ها(ترموکوپل ها)وفشارسنج ها وارتعاش نگارها ودیگر ابزارهای کنترل اتوماتیک وهشداری مدل های طراحی شده است.
روال کلی عملکرد این ابزارها مانند ابزارهای دقیق معمولی است، با این تفاوت که نسبت تبدیل مقدار اندازه گیری شده به ولتاژ تولیدی مدارهای الکتریکی برحسب استانداردهای جدید مطابق با شبکه های دیتا وقابل فهم رایانه خواهد بودو این ولتاژها بگونه ایست که باخود اعداد دودویی را روی سیم ها حمل میکند.
بااستفاده از این سیستم دیگر نیازی به سیم کشی های جداگانه برای انتقال هر اطلاعاتی به اتاق کنترل ونصب تابلوهای کنترلی وجود نخواهد بود.همچنین درمورد بهینه سازی هزینه ها شاهد کاهش چشم گیری درمنابع مالی وانسانی برای راه اندازی،تعمیرو نگهداری آن درمقایسه با سیستم فعلی خواهیم بود.
وابستگی مکانی برای کنترل شرایط کمتر میشود وبه سهولت میتوان لایه های کنترلی را افزایش داد.
روی این بسترقابلیت برنامه نویسی وایجاد نرم افزارهای تحلیل گر،سیستم های گزارش گیری،رسم دیاگرام های وضعیت وبسیاری امکانات دیگر وجود خواهد داشت.
فصل پنجم:
نتیجه گیری
: استان ایلام دارای ظرفیتهای بزرگی در حوزه نفت و گاز است به طوری که هم اکنون 11 درصد ذخائر گاز و چهار درصد ذخائر نفت کشور را داراست.
پالایشگاه گاز ایلام یکی از بزرگترین پالایشگاه های گازی کشور است که روزانه بیش از هفت میلیون گاز در این پالایشگاه پالایش می شود.
تنگه بیجار که محل تغذیه گاز پالایشگاه گاز ایلام است ظرفیت های بزرگی در حوزه گازی دارد که باید از این ظرفیت در جهت توسعه پالایشگاه گاز ایلام استفاده کرد.
هم اکنون پیگیرهای لازم برای ایجاد فاز دوم پالایشگاه گاز ایلام و همچنین صادرات گاز از ایلام به کشور قرار عراق انجام شده و امیدواریم در آینده ای نزدیک این مهم محقق شود.
باید از ظرفیتهای گازی و نفتی استان ایلام در جهت توسعه و اشتغال در منطقه گام برد و سرمایه گذاری دولت و بخش خصوصی در این قضیه بسیار مهم و حیاتی است.
.
سوختهای فسیلی شامل نفت و گاز در عمق سه تا چهار کیلومتری اعماق زمین و در خلل و فرج لایه های آن و با فشار چند صد اتمسفر بصورت ذخیره می باشند. گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار (معدن) می دهند. که در هر دو صورت از نظر اقتصادی بسیار گرانبها می باشد. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل می شوند، و عمدتاً نیز بهمین صورت یافت می گردد و در این رابطه مولفه های فیزیکی مواد – حرارت و فشار مخزن تاثیرات مستقیم دارند و نهایتا درصورت رسیدن به درجه اشباع تجزیه شده و بلحاظ وزن مخصوص کمتر در قسمت های فوقانی کانسار و بر روی نفت یا آب به شکل گنبدهای گازی (GAS DOME) قرار می گیرند.گاهی درمخازن گازهای محلول در آب نیز مشاهده شده است.
گاز متان در حرارت و فشار موجود درکانسارها متراکم نمی گردد بنابراین همیشه بصورت گاز باقی مانده ولی در مخازنی که تحت فشار بالا هستند بشکل محلول در نفت در می آید . سایر اجزای گاز طبیعی در مخازن نسبت به شرایط موجود در کانسار در فاز مایع یا فاز بخار یافت می شوند. گازهای محلول در نفت بمثابه انرژی و پتانسیل تولیدمخزن بوده و حتی المقدور سعی می گردد به روشهایی از خروج آنها جلوگیری گردد ولی در هر حال بسیاری از گاز محلول در نفت در زمان استخراج همراه با نفت خارج می گردد .در سالهای پیش از انقلاب در صد بالایی از آن از طریق مشعل سوزانده می شدو بهدر می رفت ولی در سالهای بعد تا بحال بتدریج و با اجرای طرهایی منجمله طرح آماک از آنها به عنوان تولیدات فرعی استحصالی از میادین نفت کشور بمنظور تزریق به مخازن نفتی – تولید مواد خام شیمیایی و سوختی با ارزش استفاده می کنند.
—————
————————————————————
—————
————————————————————