پایان نامه : طراحی پایه‌ی حلقه‌ی دریزو و استفاده از حلال هیدروکربنی در فرایند نم‌زدایی در پالایشگاه فراشبند |
 |
کلمات کلیدی: Drizo، TEG، نم زدایی، حلال هیدروکربنی، ترکیبات BTEX
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
1-1- نم‌زدایی از گاز طبیعی…………………………………………………………………………………………………. 2
1-1-1- روش های نم‌زدایی از گاز طبیعی ……………………………………………………………………… 2
1-1-1-1- نم‌زدایی توسط مایعات جاذب رطوبت…………………………………………….. 4
1-1-1-2- نم‌زدایی با استفاده از جاذب‌های جامد………………………………………….. 6
1-1-1-3- نم‌زدایی توسط سرمایش گاز……………………………………………………………. 6
1-1-1-4- نم‌زدایی با استفاده از نفوذ گاز در غشاء………………………………………….. 6
1-1-1-5- نم‌زدایی توسط واكنش گرهای جامد………………………………………………. 7
1-1-2- روش های افزایش بازدهی فرایند احیاء………………………………………………………… 10
1-1-2-1- استفاده از گاز دفع كننده…………………………………………………………………….. 10
1-1-2-2- احیاء در خلاء………………………………………………………………………………………… 10
1-1-2-3- افزایش عمل احیاء با افزودن حلال…………………………………………………….. 11
فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین
مروری بر پژوهش های پیشین…………………………………………………………………………………………….. 13
فصل سوم: افزایش عمل احیای گلایکول با افزودن حلال هیدروکربنی
3-1- مشخصات فرایند………………………………………………………………………………………………………… 17
3-2- مزایای دریزو……………………………………………………………………………………………………………….. 20
3-2- 1- از نقطه نظر اقتصادی……………………………………………………………………………………… 21
3-3- اصلاح فرایند نم‌زدایی گاز Drizo ………………………………………………………………………….. 21
3-3-1- تشریح اصلاح فرایند دریزو……………………………………………………………………………. 22
3-4- پارامترهای طراحی……………………………………………………………………………………………………… 22
عنوان صفحه
3-4-1- برج Contactor……………………………………………………………………………………………….. 23
3-4-2- دبی گاز ورودی………………………………………………………………………………………………… 23
3-4-3- دما و فشار ورودی……………………………………………………………………………………………. 23
3-4-4- دماو غلظت TEG ورودی……………………………………………………………………………….. 23
3-4-5- سرعت چرخش گلایكول……………………………………………………………………………….. 24
3-4-6- دمای نم‌زدایی…………………………………………………………………………………………………… 24
3-4-7- دمای ریبویلر…………………………………………………………………………………………………….. 24
3-4-8- دمای ستون دفع …………………………………………………………………………………………….. 24
فصل چهارم: طراحی پایه و ارائه خدمات مهندسی مقدماتی جهت اجرای طرح Drizo در پالایشگاه گاز فراشبند، واحد دالان
4-1- بر اساس شرایط تابستان و در حالت مجزا بودن واحدها………………………………………… 27
4-1-1- جدا کننده‌ی سه فازی(V-100)…………………………………………………………………….. 27
4-1-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 30
4-1-3- مبدل حرارتی E-101……………………………………………………………………………………… 41
4-1-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………… 57
4-1-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………… 60
4-1-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو…………………………………. 65
4-2- بر اساس شرایط زمستان و در حالت مجزا بودن واحدها………………………………………… 68
4-2-1- جدا کننده‌ی سه فازی(V-100)…………………………………………………………………….. 68
4-2-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 68
4-2-3- مبدل حرارتی E-101……………………………………………………………………………………… 73
4-2-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………… 78
4-2-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………… 80
4-2-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو…………………………………. 81
4-3- بر اساس شرایط تابستان و در صورت تجمیع واحدها…………………………………………….. 82
4-3-1- جدا کننده سه فازی(V-100)………………………………………………………………………… 82
4-3-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 82
4-3-3- مبدل حرارتی E-101……………………………………………………………………………………… 87
4-3-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………… 92
عنوان صفحه
4-3-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………… 94
4-3-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو…………………………………. 95
4-4- بر اساس شرایط زمستان و در صورت تجمیع واحدها……………………………………………. 96
4-4-1- جدا کننده سه فازی(V-100)………………………………………………………………………… 96
4-4-2- مبدل حرارتی E-100……………………………………………………………………………………… 96
4-4-3- مبدل حرارتی E-101…………………………………………………………………………………….. 101
4-4-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد………………………………………………………………………. 106
4-4-5- پمپ P-100……………………………………………………………………………………………………. 108
4-4-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو………………………………… 109
4-5- جدا کننده‌ی آب از حلال((coalesce……………………………………………………………………….. 110
فصل پنجم: نتیجه‌گیری
5-1- مقایسه‌ی میزان هرز رفت TEG……………………………………………………………………………… 112
5-2- مقایسه‌ی میزان انتشار ترکیبات BTEX………………………………………………………………… 113
5-3- مقایسه‌ی درصد خلوص TEG احیا شده در برج دفع…………………………………………… 114
5-4- مقایسه‌ی نقطه‌ی شبنم آبی گاز خشک خروجی از برج جذب…………………………….. 115
5-5- مقایسه هزینه‌ی کل سرمایه‌گذاری (TCI) و درآمد سالیانه ناشی از
پیاده سازی فرایند دریزو در دو حالت مجزا بودن و تجمیع واحدها…………………………………….. 116
فهرست منابع و مآخذ……………………………………………………………………………………………………………. 119
فهرست جدول‌ها
عنوان صفحه
جدول1-1- ناخالصی‌های موجود در گاز طبیعی………………………………………………………………………. 3
جدول1-2- خصوصیات گلایكول‌های مورد استفاده در فرایند نم‌زدایی گاز…………………………… 7
جدول1-3- تأثیر سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن بر محتوای آب
گاز طبیعی اشباع………………………………………………………………………………………………………………………… 9
جدول 3-1- مهمترین دماهای عملیاتی گلایکول در قسمت‌های مختلف …………………………….. 9
جدول 4-1- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی
سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo………………………………………………………………………………….. 23
جدول 4-2- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100…………………………. 38
جدول 4-3- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101…………………………. 43
جدول 4-4- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله مستقیم انتخاب شده………………………………. 59
جدول 4-5- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و حالت
فیزیکی جریان‌ها………………………………………………………………………………………………………………………… 67
جدول 4-6- اندازه‌های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی
سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo…………………………………………………………………………………… 68
جدول 4-7- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100…………………………. 70
جدول 4-8- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101…………………………. 75
جدول 4-9- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله مستقیم انتخاب شده………………………………. 79
جدول 4-10- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و
حالت فیزیکی جریان‌ها……………………………………………………………………………………………………………… 81
جدول 4-11- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی
سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo…………………………………………………………………………………… 82
جدول 4-12- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100………………………. 84
عنوان صفحه
جدول 4-13- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101………………………. 89
جدول 4-14- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله مستقیم انتخاب شده…………………………… 93
جدول4-15- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و
حالت فیزیکی جریان‌ها……………………………………………………………………………………………………………….. 95
جدول4-16- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌ی
سه فازی استفاده شده در فرایند Drizo…………………………………………………………………………………… 96
جدول4-17- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100………………………… 98
جدول4-18- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101………………………. 103
جدول4-19- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله مستقیم انتخاب شده…………………………… 107
جدول4-20 مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و
حالت فیزیکی جریان‌ها…………………………………………………………………………………………………………….. 109
فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شكل 1-1- نمایی از پیكربندی یک پالایشگاه گاز……………………………………………………………………. 3
شكل 1-2- دو شبكة بلوری مربوط به هیدرات………………………………………………………………………… 4
شكل 1-3- نمایی ساده از فرایند نم‌زدایی گاز طبیعی توسط تری اتیلن گلایکول………………. 8
شکل 1-4- محتوای آب گاز حاوی دی اکسید کربن در 100………………………………………….. 9
شكل1-٥- فرایند نم‌زدایی باگلایكول به روش احیاء در خلاء………………………………………………… 11
شكل3-1- فرایند دریزو جهت نم‌زدایی گاز طبیعی.………………………………………………………………. 18
شكل3-2- احیای گلایکول با استفاده از فرایند دریزو استاندارد…………………………………………… 19
شكل3-3- احیای گلایکول با استفاده از فرایند دریزو پیشرفته…………………………………………….. 19
شكل3-4- مقایسه میزان در صد خلوص گلایکول و نقطه شبنم آبی
در فرایندهای مختلف احیا گلایکول………………………………………………………………………………………….. 20
شکل 4-1- اجزای مختلف جدا کننده سه‌فازی………………………………………………………………………. 27
شکل 4-2- نحوه عملکرد جدا کننده سه‌فازی………………………………………………………………………… 28
شکل 4-3- آرایش موازی در مبدل‌های حرارتی…………………………………………………………………….. 31
شکل 4-4- چگونگی تغییر دمای دو سیال را در طول لوله……………………………………………………. 31
شکل 4-5- جریان مخالف در مبدل‌های حرارتی …………………………………………………………………… 32
شکل 4-6- چگونگی تغییر دمای دو سیال را در طول لوله در آرایش مخالف……………………… 32
شکل 4-7- چگالنده‌ی نوع پوسته-لوله‌ی افقی……………………………………………………………………….. 34
شکل 4-8- نمونه ای از مبدل های حرارتی U شکل…………………………………………………………….. 36
شکل 4-9- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-100…………. 37
شکل 4-10- ترکیب ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100………………………………………… 37
شکل 4-11- TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100……………………………………………………………. 39
شکل 4-12- طرح کلی مبدل E-100……………………………………………………………………………………… 40
عنوان صفحه
شکل 4-13 استقرار لوله‌ها در مبدل E-100…………………………………………………………………………… 40
شکل 4-14- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-101………… 41
شکل 4-15- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101…………………………….. 42
شکل 4-16- ترکیب جریان ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101……………………………. 42
شکل 4-17- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101……………………………………………………………. 43
شکل 4-18- طرح کلی مبدل E-101……………………………………………………………………………………… 44
شکل 4-19- استقرار لوله‌ها در مبدل E-101…………………………………………………………………………. 44
شکل 4-20- شماتیک اجزای چیلر تراکمی……………………………………………………………………………. 45
شکل 4-21- شماتیک اجزای چیلرجذبی……………………………………………………………………………….. 47
شکل 4-22- اجزای چیلر جذبی و نحوه‌ی قرارگیری آنها……………………………………………………… 48
شکل 4-23- چیلر جذبی لیتیوم برماید تک مرحله‌ای خنک‌شونده با آب…………………………… 53
شکل 4-24- چیلر جذبی لیتیوم برماید تک مرحله‌ای سرد شونده با هوا……………………………. 53
شکل 4-25- چیلر جذبی لیتیوم برماید دو مرحله‌ای خنک‌شونده با آب…………………………….. 54
شکل 4-26- چیلر جذبی لیتیوم برماید دو مرحله‌ای خنک‌شونده با هوا…………………………….. 54
شکل 4-27- محدوده‌ی انتخاب پمپها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده………………….. 64
شکل 4-28- محیط کاری نرم‌افزار ESI………………………………………………………………………………….. 66
شکل 4-29- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای
مبدل حرارتی E-100………………………………………………………………………………………………………………….. 69
شکل 4-30- ترکیب ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100………………………………………… 69
شکل 4-31- TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100……………………………………………………………. 71
4-32- طرح کلی مبدل E-100……………………………………………………………………………………………….. 72
4-33- استقرار لوله‌ها در مبدل E-100…………………………………………………………………………………… 72
4-34- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-101………………… 73
شکل 4-35- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101…………………………….. 74
شکل 4-36- ترکیب ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101…………………………………………. 4
شکل 4-37- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101……………………………………………………………. 76
شکل 4-38- طرح کلی مبدل E-101……………………………………………………………………………………… 77
شکل 4-39- استقرار لوله‌ها در مبدل E-101…………………………………………………………………………. 77
شکل 4-40- محدوده‌ی انتخاب پمپها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده………………….. 80
عنوان صفحه
شکل 4-41- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای
مبدل حرارتی E-100………………………………………………………………………………………………………………….. 83
شکل 4-42- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100…………………………….. 83
شکل 4-43- TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100……………………………………………………………. 85
شکل 4-44- طرح کلی مبدل E-100……………………………………………………………………………………… 86
شکل 4-45- استقرار لوله ها در مبدل E-100……………………………………………………………………….. 86
شکل 4-46- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای
مبدل حرارتی E-100………………………………………………………………………………………………………………….. 87
شکل 4-47- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101…………………………….. 88
شکل 4-48- ترکیب ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101………………………………………… 88
شکل 4-49- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101……………………………………………………………. 90
شکل 4-50- طرح کلی مبدل E-101……………………………………………………………………………………… 91
شکل4-51- استقرار لوله ها در مبدل E-101…………………………………………………………………………. 91
شکل 4-52- محدوده‌ی انتخاب پمپها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده…………………….. 94
شکل 4-53- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-100………. 97
شکل 4-54- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100…………………………….. 97
شکل 4-55- TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100……………………………………………………………. 99
شکل 4-56- طرح کلی مبدل E-100……………………………………………………………………………………. 100
شکل 4-57- استقرار لوله ها در مبدل E-100……………………………………………………………………… 100
شکل 4-58- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای
مبدل حرارتی E-101………………………………………………………………………………………………………………. 101
شکل 4-59- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101………………………….. 102
شکل 4-60- ترکیب جریان ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101…………………………… 102
شکل 4-61- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101………………………………………………………….. 104
شکل 4-62- طرح کلی مبدل E-101……………………………………………………………………………………. 105
شکل 4-63- استقرار لوله ها در مبدل E-101……………………………………………………………………… 105
شکل 4-64- محدوده‌ی انتخاب پمپها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده……………………. 108
شکل(4-65): مقایسه‌ی میزان هرز رفت TEG………………………………………………………………………. 112
شکل(4-66): مقایسه‌ی میزان انتشار ترکیبات BTEX…………………………………………………………. 113
عنوان صفحه
شکل (4-67): مقایسه‌ی درصد خلوص TEG احیاء شده در برج دفع………………………………… 114
شکل (4-68):مقایسه‌ی نقطه‌ی شبنم آبی گاز خشک خروجی از برج جذب…………………….. 115
شکل (4-69): مقایسه هزینه‌ی کل سرمایه‌گذاری (TCI) ناشی از
پیاده سازی فرایند دریزو………………………………………………………………………………………………………….. 116
شکل (4-70): درآمد سالیانه ناشی از پیاده سازی فرایند دریزو…………………………………………… 117
مقدمه
1-1- نم‌زدایی از گاز طبیعی
فرم در حال بارگذاری ...
|
[دوشنبه 1399-10-01] [ 03:03:00 ب.ظ ]
|
