بخشی از مقاله
چکیده
نفت خام تولیدی بسیاری از میادین نفتی کشور حاوی گاز سولفید هیدروژن می باشد که در مراحل مختلف تفکیک، مقدار بسیار زیادی از آن همراه گازهای سبک از نفت جدا می گردد. با وجود این در بسیاری از موارد، میزان سولفید هیدروژن باقی مانده در نفت خام، بیش از حداکثر میزان استاندارد صادراتی80ppm می باشد که باعث کاهش قیمت نفت صادراتی، خطرات حمل و نقل و ایجاد خوردگی در خطوط لوله، مخازن و پالایشگاه ها خواهد شد.
پرکاربردترین روش کاهش میزان سولفید هیدروژن محلول در نفت خام، جداسازی فیزیکی و استفاده از برج های عریان ساز1 سرد و یا گرم می باشد. در این شیوه، نفت خام از بالای یک دستگاه برج عریان ساز سینی دار به سمت پایین سرازیر شده و همزمان از پایین برج، گاز شیرین تزریق و به سمت بالا حرکت می نماید.
پس از تبادل جرم صورت گرفته روی سینی های برج، سولفید هیدروژن همراه هیدروکربورهای سبک از نفت خام - فاز مایع - جدا شده و به فاز گاز وارد می گردد و در نتیجه قسمت عمده ای از سولفید هیدروژن از نفت خام جدا واصطلاحاً نفت خام شیرین می شود. در این مقاله تاثیر تزریق مقادیر مختلف گاز آسماری شیرین مراحل اول ، دوم و سوم بر راندمان برج Stripper نفت بنگستان توسط نرم افزار Aspen Hysys مورد شبیه سازی قرار گرفت و این نتیجه حاصل گردید که بهترین راندمان برج زمانی است که تزریق گاز آسماری شیرین مرحله دوم صورت گیرد.
علاوه بر این مشخص گردید که با تزریق 0/8 میلیون استاندارد فوت مکعب گاز آسماری شیرین مرحله دوم به برج سرد شامل 20 سینی می توان به میزان سولفید هیدروژن 75 ppmw رسید.
-1 مقدمه
نفت خام تولیدی بسیاری از میادین نفتی کشور حاوی گاز سولفید هیدروژن می باشد و با توجه به اینکه فراریت سولفید هیدروژن حد واسط فراریت اتان و پروپان می باشد در فرآیند تثبیت فشار بخار و حین عملیات جداسازی و تفکیک گاز از نفت خام در مراحل مختلف تفکیک، مقدار بسیار زیادی از سولفید هیدروژن محلول در آن، همراه گازهای سبک از نفت جدا می گردد.
با وجود این در بسیاری از موارد، میزان سولفید هیدروژن باقی مانده در نفت خام، بیش از حداکثر میزان استاندارد صادرات 80 ppm می باشد. لذا استفاده از ظروف تفکیک در چند مرحله به تنهایی قادر به کاهش میزان سولفید هیدروژن به میزان مورد نظر جهت صادرات نمی باشد و استفاده از تکنیک های پیشرفته تر ضروری بنظر می رسد. بمنظور زدودن سولفید هیدروژن باقیمانده در نفت خام و کاهش آن تا میزان استانداردهای صادراتی روش های مختلف فیزیکی و شیمیایی وجود دارد.
پرکاربردترین روش کاهش میزان سولفید هیدروژن محلول در نفت خام، جداسازی فیزیکی و استفاده از برج های Stripper سرد و یا گرم می باشد - واعظی و همکاران،. - 1389 این برج ها از نوع برج های سینی دار می باشند چراکه بدلیل بوجود آمدن رسوبات و آسفالین نفت نمی توان از برج های پرشده استفاده نمود.
در این شیوه، نفت خام از بالای یک دستگاه برج عریان ساز سینی دار به سمت پایین سرازیر شده و همزمان از پایین برج، گاز شیرین تزریق و به سمت بالا حرکت می نماید. پس از تبادل جرم صورت گرفته روی سینی های برج، سولفید هیدروژن همراه هیدروکربورهای سبک از نفت خام - فاز مایع - جدا شده و به فاز گاز وارد می گردد و در نتیجه قسمت عمده ای از سولفید هیدروژن از نفت خام جدا واصطلاحاً نفت خام شیرین می شود.
هرگونه عملکرد نامطلوب برج های مذکور، پیامدهای جبران ناپذیری در پی دارد. مشکلات ناشی از عدم جداسازی کافی سولفید هیدروژن شامل کاهش قیمت نفت صادراتی، خطرات حمل و نقل نفت خام حاوی سولفید هیدروژن، ایجاد خوردگی در خطوط لوله، مخازن و پالایشگاه ها و در نهایت نیاز به واحد های تصفیه در پالایشگاه ها می باشد
در این مقاله تاثیر تزریق مقادیر مختلف گاز آسماری شیرین مراحل اول ، دوم و سوم بر راندمان برج Stripper نفت بنگستان توسط نرم افزار Aspen Hysys مورد شبیه سازی قرار گرفت. تزریق گاز مراحل اول، دوم و سوم آسماری شیرین تاثیرات گوناگونی بر عملکرد برج می گذارد. با انتخاب گزینه مناسب نوع گاز تزریقی به برج جهت کاهش سولفید هیدروژن محلول در نفت به بهترین راندمان برج دست خواهیم یافت.
-2 روش تحقیق
1-2 نفت بنگستان
در این مقاله، نفت بنگستان مورد مطالعه متعلق به میدان نفتی اهواز است که یکی از بزرگترین میدان- های نفتی ایران می باشد. اکتشاف این میدان با حفر چاه شماره 6 در سال 1335 صورت گرفت. میدان نفتی اهواز به شکل یک تاقدیس سینوسی ملایم وتقریباً متقارن با امتداد شمال غرب- جنوب شرق در ناحیه فرو افتادگی دزفول شمالی در حاشیه شمال شرقی شهرستان اهواز بین میدان مارون در شرق و بند کرخه و سوسنگرد در غرب واقع شده است که دارای سه افق مخزنی آسماری، بنگستان و خامی است.
سطح این تاقدیس در سر سازند آسماری در حدود 2500 متری از سطح دریا قرار دارد و این سازند در میدان اهواز مرکب از ماسه سنگ و سنگ آهک می باشد و تخلخل متوسط آن برابر 18 درصد است. مخزن بنگستان آن - ایلام و سروک - تقریبا در عمق 3000 متری واقع می شود. نفت آسماری این میدان دارای حدود 32/00 درجه API و نفت بنگستان دارای حدود 25/00 درجه API است - حسین پور،. - 1392 درصد مولی نفت بنگستان میدان نفتی اهواز طبق گزارش پژوهشگاه صنعت نفت مطابق جدول - 1 - می باشد.
- جدول - 1 درصد مولی نفت بنگستان میدان نفتی اهواز
2-2 گاز آسماری شیرین تزریقی به برجStripper
گاز تزریقی به برج Stripper واحد بنگستان، گاز آسماری شیرین می باشد که از میدان نفتی اهواز استحصال شده و می توان به دو صورت گاز مرحله اول ، گاز مرحله دوم و گاز مرحله سوم جهت تزریق استفاده گردد. درصد مولی گاز مرحله اول در جدول - 2 - و درصد مولی گاز مرحله دوم در جدول - 3 - طبق گزارش آزمایشگاه مرکزی مناطق نفت خیز جنوب ذکر شده است.
