بخشی از مقاله
چکیده
گاز ترش ورودی به پالایشگاه، پس از جدایش ترکیبات ارزشمند آن نظیر متان، اتان، پروپان، بوتان و میعانات گازی، جهت جداسازی گوگرد، وارد واحد گوگرد زدایی1 میشود. ترکیبات گوگردی که درخوراک این واحد قرار دارند، با روشهای متعددی از جمله Claus، با راندمانی در حدود 94 تا 97 درصد بازیافت میشود.به منظور کاهش بیشتر آلایندههایی که وارد جو میشود، قرار دادن واحد TGT2 در کنار واحد گوگردزدایی توصیه میشود. استفاده از این واحد باعث میشود که گاز خروجی، تا %99,9 از گوگرد خالص شود.اهمیت رعایت استانداردهای زیستمحیطی باعث میشود که در پاره-ای از مواقع در کنار یک پالایشگاه در حال عملیات، واحد TGT راه-اندازی شود؛ این همزمانی باعث ایجاد مشکلاتی در مراحل نصب و ساخت، راهاندازی3 و شروع به کار4 میشود.خرابی و خوردگی تعدادی از مبدلهای حرارتی یکی از مشکلاتی است که همزمان با عملیات نصب و راهاندازی واحد TGT در پالایشگاه فازهای 9 و 10 پارس جنوبی اتفاق افتاده است. در این مقاله برای درک بهتر موضوع ابتدا جزئیات واحد TGT و در ادامه ابعاد گوناگون این مشکل شرح داده خواهد شد. در نهایت نیز فعالیتهایی که انتظار میرود محقق جهت رفع این معضل انجام دهد مورد بحث قرار گرفته است.
واژه های کلیدی:پالایشگاه گازی، واحد گوگردزدایی، TGT، مبدل حرارتی، خوردگی
شرح واحد TGT
5TGTU قسمتی از واحد - SRU - 108 پالایشگاه فازهای 9 و 10 پارس جنوبی است که با توجه به لزوم در سرویس قرار گرفتن سریع مجموعه اصلی واحدهای پالایشگاه، راهاندازی این قسمت به بعد از راهاندازی کلی پالایشگاه موکول گردید.واحد گوگردزدایی پالایشگاه، گازهای گوگردی خروجی از واحدهای شیرینسازی6 را فرآوری میکند. خوراک این واحدعمدتاً شامل گازهای H2S، CO2 و تعدادی از ترکیبات آلیگوگرد - عمدتاً مرکاپتان - میباشد. همچنین مقدار کمی هیدروکربن و بخار آب نیز در ترکیبات موجود است.وظیفهی اصلی این واحد استحصال گوگرد تجاری مایع از جریان گازهای اسیدی است که به عنوان خوراک وارد این واحد از پالایشگاه میشوند.در پایین دست این واحد قسمت یگرید وجود دارد که اختصاراً TGTU نامیده میشود. این واحد قادر است که گازهای اسیدی را تا 99/2 از گوگرد خالصسازی کند.شکل 1، تصویر شماتیکی ارتباط واحد 108 با واحدهای دیگر را نشان میدهد.
فرآیندهایی که در TGTU انجام میشوند شامل آبکافت COS و CS2 به H2S و اکسید شدن H2S به گوگردهای عنصری مطابق بامعادلات شیمیایی زیر است:
این واکنشها با حضور کاتالیزور فعال دی اکسید تیتانیوم و در دمایی بین 250 تا 300 درجه سانتیگراد انجام میشوند.در واقع جریان خروجی واحد گوگردزدایی که دارای دما و فشار نسبتاً پایینی است، در ابتدا با عبور از یک دمنده7 تا حدی متراکم میشود و بعد از آن با عبور از یک مبدل حرارتی - مبدل شماره - 501 به وسیله گاز خروجی از یکی از راکتورهای واحد گوگرد زدایی پیشگرم
میشود - تا دمای . - 220 oC در ادامه خوراک واحد وارد مبدل حرارتی شماره 502 میشود؛ در این مبدل حرارتی خوراک به وسیله گازهای دودکش زبالهسوز1 تا دمای 300 oC که دمای مورد نیاز راکتور است، گرم میشود.در این راکتور عملیات آبکافت انجام میشود و خروجی راکتور با عبور از یک مبدل حرارتی تا دمای 125 oC خنک میشود. در ادامه خوراک وارد 2 راکتور موازی میشود که در هر دوره 48 ساعته، در یکی عملیات جذب2 و در دیگری عملیات واجذب3 گوگرد انجام می-شود.برای عملیات واجذب نیاز است که دمای گاز ورودی تا دمای 320oC گرم شود که این امر در مبدل حرارتی شماره 505 و به وسیله گاز دودکش زبالهسوز محقق میشود.
طرح مسئله و موضوع پژوهشی
هنگام راهاندازی فازهای 9 و 10 پارس جنوبی - پالایشگاه پنجم - با توجه به لزوم بهرهبرداری سریع مجموعه اصلی واحدهای پالایشگاه، راهاندازی واحد TGT به بعد از راهاندازی کلی پالایشگاه موکول گردید.راهاندازی این واحد به دلیل همزمانی با در سرویس قرار داشتن واحدهای دیگر از ابتدا با مشکلات فراوانی همراه بود و به تبع آن، با انجام چندین جلسه کارشناسی و مدیریتی، سرانجام با ورود به مرحله راهاندازی و لزوم قراردادن واحد تحت فشار مثبت گاز نیتروژن، مشخص گردید که در قستی از واحد نشتی وجود دارد. پس از انجام تستهای متعدد، وجود نشتی در مبدلهای حرارتی 502 و 505 تأیید گردید.
با بررسیهای انجام شده بر روی مبدلهای حرارتی، مشخص گردید که درصد تیوبهای معیوب مبدلها بیش از %10 کل تیوبها و بیشتر از مقدار طراحی مازاد4 بوده و لذا این مبدلها نیاز به تعویض کامل تیوبها5 دارند .[1]برای تعویض تیوبها با انجام مناقصه شرکتی به عنوان پیمانکار تعمیرات انتخاب شد. فعالیت این شرکت با پایین آوردن اولین مبدل در اواسط آبان ماه 1392 آغاز گردید.مراحل کار به این ترتیب است که با پایین قرار دادن مبدل، ابتدا عملیات شستوشو توسط آب داغ بدون کلر صورت میپذیرد و بعد از آن درون مبدل با هوا خشک میشود. بعد از انجام این مراحل عملیات اصلی آغاز میشود.برای تعویض تیوبها، در ابتدا جوش دو سر هر تیوب و قسمت منبسط شده6 آن به وسیله دریل، آزاد میشود، بعد از این مرحله بهمنظور جداسازی قسمتی از تیوب که درون تیوب شیت7 قرار دارد، دو قسمت حدودا 20 سانتیمتری از ابتدا و انتهای تیوب از درون مبدل برش زده میشود - شکل . - 2
مرحله بعدی بیرون کشیدن دو قسمت بریده شده داخل تیوب شیت در ابتدا و انتهای مبدل توسط یک مکنده هیدرولیکی است - شکل . - 3در نهایت با استفاده از دستگاه وینچ 8 که تصویر آن در شکل 4 آمده است، قسمت باقیمانده تیوب بیرون کشیده میشود.شرح وضعیت خوردگی مبدلهابا شستوشوی مبدلها مشخص گردید که رسوب بسیار زیادی درقسمت پوسته وجود دارد که بعضا به شکل سنگ و کلوخ متشکل از آهک و گوگرد نیز در آمدهاند. در شکل 5 آب در حال خروج از مبدل و در شکل 6 تودههای آهکی-گوگردی بیرون آمده از مبدلها قابل مشاهده است.با باز کردن اولین مبدل و بیرون آوردن چند تیوب، آثار خوردگی در طول تیوبها مشهود بوده و در بعضی از نقاط آنها - همچون محل قراگیری در صفحات مغشوشکننده جریان - 1 این خوردگی شدیدتر بود - شکلهای 7 و . - 8
مراحل کار و انتظارات از پژوهش پیشنهادی
به منظور مطالعه، بررسی و ارائه راهکار برای رفع مشکلات مطرح شده نیاز به تعریف طرحی با عنوان "حل مشکلات مربوط به خوردگی مبدلهای حرارتی واحد TGT فازهای 9 و 10 پارس جنوبی" می-باشد.اهدافی که باید در این طرح دنبال شوند عبارتند از:
❖بررسی تمام زوایای مربوط به راهاندازی مجدد واحد o بررسی موارد مختلفی که نشان دهد پس از راهاندازی مجدد امکان تکرار مشکلات ذکر شده وجود دارد یا خیر.
❖بررسی تغییر خوراک واحد نسبت به شرایط طراحی o این احتمال وجود دارد که بین خوراک واحد در هنگام طراحی و در عمل تفاوتهایی وجود داشته باشد، که این مورد به عنوان یکی از علتهای خوردگی باید به طور دقیق موردبررسی قرار گیرد.
❖ اندیشیدن راهکاری برای جبران نبود جداساز2
o در حال حاضر بین واحد گوگرزدایی و TGTU جداساز وجود ندارد و این امر باعث اثرگذاری مشکلات این 2 واحد بر یکدیگر می-شود.
❖ ارائه راهکار مناسب برای افزایش سرعت تعمیرات
oدر حال حاضر با انجام روشهای تعمیراتی ذکر شده در قسمتهای قبل، سرعت کار به شدت پایین است و باید تمهیداتی برای تغییر روش و یا بهبود روشهای فعلی ارائه شود.به این وسیله مراتب تشکر و قدرانی خود را از حمایت شرکت ملی نفت ایران و شرکت نفت و گاز پارس اعلام میکنیم.
