بخشی از مقاله
چکیده:
بر اساس آمار منتشره سالانه حدود 15میلیارد و 308میلیون مترمکعب گازهاي همراه نفت ایران بالاي فلرها به علت عدم جمع آوري تخلیه و یا میسوزد. این مسئله چه از لحاظ زیست محیطی و چه از لحاظ اقتصادي قابل بحث بوده و اهمیت بسیار دارد. از سوي دیگر در عملیات فلرینگ اغلب احتراق کامل صورت نمیگیرد و رویت دود خود تأییدي بر این موضوع میباشد. البته میزان نشر آلاینده ها به ترکیب گاز و بازده احتراق بستگی دارد. فلرینگ بر کیفیت هوا تأثیر میگذارد به طوري که بر اساس تحقیقات صورت گرفته 250 نوع ماده سمی به اتمسفر رها میشود. در واحدهاي بهره بردار نفت و گاز به دلایل مختلف از جمله مشکلات عملیاتی و خرابی ادوات، ملاحظات ایمنی و سوخته شدن گازها در شرایط راه اندازي مقدار زیادي گاز به محیط تخلیه میشود که سهم گاز متان که به عنوان دومین عامل تشکیل دهنده گازهاي گلخانه اي شناخته میشود بسیار زیاد است. طبق گزارش EPA بخش انتقال صنعت گاز طبیعی با %37کل گاز اتلافی، بیشترین سهم را در کل بخش ها - تولید،فراورش، انتقال و توزیع - به خود اختصاص می دهد و ایستگاههاي تقویت فشار به عنوان اصلی ترین بخش انتقال گاز پتانسیل بالایی براي نشر دارند و هر گونه پیشگیري از اتلاف گاز در ایستگاه تقویت
فشار تأثیر قابل توجهی به ارمغان خواهد داشت. لذا در این مقاله سعی شده با مطالعه روي یکی از واحدهاي تقویت فشار و تزریق گازهاي همراه نفت در منطقه نفتی گچساران و شبیه سازي آن با استفاده از نرم افزارهاي HYSYS و Flarenet
مقدار گاز متان تولیدي بررسی و میزان انتشار آن به اتمسفر با توجه به پایین بودن بازدهی فلرینگ محاسبه شود و از نتایج حاصل میتوان بحرانی بودن مسئله را بررسی و در بهبود فرایند فلرینگ و بالا بردن بازدهی آن و برنامه ریزي مناسب جهت مدیریت گازها استفاده نمود.
کلمات کلیدي: فلرینگ، احتراق ناقص، متان، آلودگی هوا، مدیریت گازهاي فلر
-1سرآغاز
اثر گلخانه اي فرآیندي طبیعی است که به گرم کردن سطح زمین و اتمسفر کمک می کند. اثر گلخانه اي بدان علت بوجود می آید که برخی از گازهاي اتمسفري مانند دي اکسیدکربن، بخار آب و متان قادر هستند بوسیله جذب تابش موج بلند منتشر شده از سطح زمین، تعادل انرژي کره زمین را تغییر دهند. 1 بدون اثر گلخانه اي احتمالاً حیاتی روي کره زمین وجود نداشت زیرا متوسط درجه حرارت زمین به جاي 15 درجه -18 درجه سلسیوس می شد. 2 هنگامی که انرژي حاصل از خورشید از میان اتمسفر عبور می کند چند چیز اتفاق می افتد، بخشی از انرژي بوسیله ابرها و دیگر ذرات اتمسفري به فضا بازتاب یا منعکس می شود، در حدود 19 درصد انرژي موجود بوسیله ابرها، گازها - مانند ازن - و ذرات در اتمسفر جذب می شود، از 55درصد انرژي خورشیدي باقیمانده که از میان اتمسفر زمین عبور می کند 4درصد از سطح به فضا منعکس می شود. بطور متوسط درحدود 51 درصد تابش خورشید به سطح می رسد، 3 سپس این انرژي در چند فرآیند بکار می رود از جمله گرم شدن سطح زمین، ذوب یخ و برف و تبخیر آب و فتوسنتز گیاهی، گرم شدن زمین بوسیله نور خورشید موجب می شود که سطح زمین یک تابشگر انرژي در باند موج بلند - گاهی تابش مادون قرمز نامیده می شود - باشد. 4
شکل - 1 اثر گلخانه اي گازهاي موجود در اتمسفر زمین
این انتشار انرژي معمولا به سمت فضا است. گرچه فقط بخش کوچکی از این انرژي واقعاً به فضا باز می گردد. بخش اعظم تابش مادون قرمز بیرون رونده بوسیله گازهاي گلخانه اي جذب می شود، جذب تابش موج بلند بوسیله اتمسفر باعث می شود که انرژي گرمایی اضافی به سیستم اتمسفر زمین اضافه شود. مولکول هاي گاز گلخانه اي اتمسفري که اکنون گرمتر هستند شروع به تابش انرژي موج بلند در همه جهات می کنند. بیش از 90 درصد این انتشار انرژي موج بلند به سطح زمین می رسد که در آن بار دیگر بوسیله سطح جذب می شود. گرم شدن زمین بوسیله تابش موج بلند باعث می شود که سطح زمین بار دیگر تابش کند و سیکلی که شرح داده شده دوباره و دوباره تکرار شود تا آن که هیچ موج بلندي براي جذب در دسترس نباشد، مقدار انرژي گرمایی که بوسیله اثر گلخانه اي به اتمسفر اضافه می شود بوسیله غلظت گازهاي گلخانه اي در اتمسفر زمین کنترل می شود. - شکل 5 - 1
-2ضرورت انجام تحقیق
دانشمندان معتقدند که گرم شدن کره زمین از مدتها پیش در جریان بوده است و بطور عمده علت افزایش دما به اندازه دو سوم یک درجه سانتیگراد از سال 1860 به بعد افزایش گازهاي گلخانه اي می باشد. جو یا اتمسفر شبیه یک گلخانه عمل می کند یعنی پرتوهاي نور خورشید را جذب و کره زمین را گرم می کند. این پدیده طبیعی براي حیات کره زمین سودمند است. اما گاز هاي سوختی کارخانه ها و پایگاه هاي حرارتی و اتومبیل ها و گاز هاي دیگري که وارد جو می شوند همگی گرماي زیادي را در نزدیکی سطح زمین حبس می کنند. اثر گلخانه اي نامی است که دانشمندان بر این مشکل نهاده اند. متان از نظر اهمیت در میان گازهاي گلخانه اي پس از دي اکسید کربن و آب قرار دارد ولی در مقایسه با CO2 به ازاي هر مولکول اثر گرم شدن کره زمین با افزایش متان 25 برابر بیشتر از اثر مربوط به CO2 است.[6] نظر به اهمیت و پیامد هاي گسترده افزایش دماي کره زمین راهبرد هاي متعددي براي کاهش این آثار اتخاذ کرده اند براي نمونه در سال 1997 و بر طبق پیمان کیوتو، تعدادي از کشورهاي صنعتی متعهد شدند که انتشار گازهاي گلخانه اي خود را طی دوره 2008 تا 2012 حداقل 5 درصد در مقایسه با سطح آن در دهه 1990 کاهش دهند از دیگر تلاشهاي جهانی صورت گرفته براي کاهش آلودگی می توان از طرح تغییر آب و هواي کانادا و همچنین سیستم مبادله انتشار در اتحادیه اروپا نام برد.
از شروع انقلاب صنعتی، غلظت همه گازهاي گلخانه اي اصلی افزایش یافته است. در نتیجه این غلظت هاي بالاتر، دانشمندان پیش بینی میکنند که میانگین دماي هوا در نتیجه افزایش میزان دي اکسید کربن و سایر گازهاي گلخانه اي از جمله گاز متان به اندازه چند درجه افزایش خواهد یافت و این افزایش دما، روي آب و هوا، محیط زیست و اکوسیستم هاي مختلف کشورهاي جهان تأثیر خواهد گذاشت.[7] برخی از گازها که در اثر فعالیت هاي انسان اثر گلخانه اي را تشدید می کنند عبارتند از دي اکسید کربن، متان، اکسیدنیترو، کلروفلوئورکربن ها و ازن تروپوسفوري، از میان این گازها مهمترین گاز، دي اکسیدکربن است که علت 55درصد تغییر در شدت اثر گلخانه اي زمین است. همچنین کلروفلوئور کربن ها علت 25درصد تغییر در شدت اثر گلخانه اي، متان علت 15درصد تغییر و اکسیدنیترو علت 5 درصد تغییر در شدت اثر گلخانه اي است. 1 غلظت تعدادي از گازهاي گلخانه اي در اتمسفر زمین درسالهاي 1750 الی 1998 میلادي و درصد افزایش غلظت آنها نسبت به سال 1750 در جدول 1 آورده شده است.[8]
جدول - 1 میزان گازهاي گلخانه اي قبل وبعد از دوره صنعتی شدن
از سال 1750، غلظت متان در اتمسفر بیش از 15درصد افزایش یافته است. منابع اصلی متان اضافی وارد شده به اتمسفر عبارتند از کشت برنج، حیوانات چرنده خانگی، مکان دفن زباله، معدن ذغال سنگ واستخراج نفت و گاز است. شرایط هوازي زیر آب رفتن شالیزار برنج موجب ایجاد گاز متان می شود. حیوانات چرنده در نتیجه هضم علف متان به محیط آزاد می کنند برخی محققان معتقدند که افزایش متان از این منبع در قرن گذشته چهار برابر شده است. در محل هاي دفن زباله هنگامی که پسماندهاي آلی در طول زمان تجزیه می شوند متان تولید می شود. نهشته هاي گاز طبیعی، نفت و زغال سنگ هنگامی که استخراج شوند متان تولید می کنند. داده هاي آماري نشان می دهند ایران در سال 2007 رتبه دهم دنیا و رتبه اول خاورمیانه را در انتشار گازهاي گلخانه اي به خود اختصاص داده است این سطح انتشار از یک سو متأثر از سطح مصرف حامل هاي انرژي فسیلی و از سوي دیگر ناشی از تکنولوژي بهره برداري از انرژي است. از این رو سیاستگذاري براي کنترل انتشار آلاینده ها مستلزم توجه به دو متغیر سطح مصرف انرژي و فناوري استفاده است. با توجه به جدول 1 هرچند که مقدار متان در آتمسفر زمین کمتر از دي اکسید کربن می باشد اما درصد افزایش متان از ابتداي دوره صنعتی شدن بشر بسیار بیشتر از دي اکسید کربن بوده که نشان دهنده ضرورت توجه بیشتر به افزایش انتشار این گاز می باشد. علاوه بر این براي بررسی مقدار تاثیر هر گاز در گرمایش زمین پارامتري با عنوان - GWP - تعریف شده و نمایانگر آن است که هر حجم مشخص گاز چند برابر همان
