بخشی از مقاله
چکیده
در واحد تثبیت میعانات گازي فازهاي 9و10 پارس جنوبی بخارهاي گرفته شده از جداکنندهها و رفلاکس درام برج C-101بدلیل خرابی کمپرسورهاي مکش به فلر ارسال و محترق میشوند که براساس بررسی صورت گرفته این بخارات شامل مقادیر زیادي نفتا میباشد. در این تحقیق واحد عملیاتی مذکور با استفاده از نرم افزار قدرتمند Aspen Hysys با هدف بازیابی نفتا از گازهاي فلر شبیه سازي گردید.
با توجه به نمودارهاي ترمودینامیکی براي گازهاي ارسالی به فلر، سیستم بازیابی نفتا از گاز فلر باید داراي دو بخش سرد سازي و فرآورش باشد تا منتج به نتیجه گردد. بعبارت دیگر با استفاده از طراحی یک مینی ریفاینري در قالب سیستم بازیابی گاز فلر میتوان 98 درصد نفتا را از گاز فلر با دبی 1027 بشکه در روز بازیابی و مورد استفاده قرار داد.
-1 مقدمه
فلر دودکش یا لوله عمودي امتداد یافتهاي است که بعنوان یکی از قسمتهاي ضروري در چاههاي نفت، پالایشگاهها، پتروشیمیها و کارخانه مواد شیمیایی جهت سوختن گازها و مایعات زائد، قابل اشتعال و سمی، تخلیه شده، بکار میرود و میتواند از بروز خطرات آتش سوزيها، انفجار و صدمه دیدن کارکنان جلوگیري نماید.[1] در واقع فلر مواد قابل اشتعال و سمی و بخارات خورنده را به ترکیبات کم ضررتر تبدیل مینماید. فلرها همواره حین فعالیت گرما و صدا تولید میکنند - آلودگی زیست محیطی - ، میزان و نوع گازهاي انتشار یافته از فلر تابع راندمان احتراق و نوع گاز ارسالی به فلر میباشد.
بررسی کاهش شبکه فلر از دو جهت کلی حائز اهمیت میباشد، اول آنکه گازهاي ارسالی به فلر داراي ارزش اقتصادي قابل توجهی بوده و نکته دوم تاثیرات مخرب زیست محیطی ناشی از احتراق ترکیبات فوق الذکر در فلر است. بنابراین پرداختن به موضوع فلر بستر مناسبی براي انجام فعالیتهاي تحقیقاتی در سطح کشور و کل دنیا بشمار میآید
در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی یکی از مهمترین مسائل مربوط به محیط زیست، دفع مناسب گازهاي هیدروکربنی زائد موجود در واحدها و مجتمعهاي صنعتی است. از متداولترین روشهاي موجود، سوزاندن این گازهاست. روشها و تجهیزات متفاوتی جهت انجام این کار موجود است، که بنا به ماهیتهاي متفاوت این مواد میتوان از آنها استفاده نمود. متداولترین نوع این تجهیزات فلرها هستند.
فلرها تجهیزات مناسبی جهت سوزاندن گازهاي زائد و رهاسازي آنها در محیط میباشند
-2 اهمیت تحقیق
یکی از مشکلات واحد تثبیت میعانات گازي در فازهاي 9و10 شرکت مجتمع گاز پارس جنوبی اتلاف بخش زیادي از میعانات - بخصوص بنزین - C5+ از جریانهاي بخار متصاعد شده از جدا کنندههاي دو فازي و سه فازي قبل از برج تثبیت - بعنوان پیش تثبیت کننده می-باشند و در آنها میزان گلایکول موجود در جریان میعانات را با استفاده از شستشو با آب به صفر میرسانند - میباشد.
این جریانهاي بخار که از آنها پس از افزایش فشار تا 7000 کیلوپاسکال جهت جبران فشار چاههاي گازي استفاده مینمایند در حال حاضر بدلیل خارج بودن کمپرسورهاي مکش 101وK-102 از سرویس بخارات مذکور به فلر ارسال میشوند. این امر را می توان بخوبی از بررسی و تحلیل جدول موازنه مواد واحدهاي مذکور دریافت. در شکل1 نمودار نقطه جوش جریان بخار خروجی از یکی از جدا کنندهها نشان داده شده است. با توجه به این شکل پر واضح است که بالا بودن نقطه جوش این جریان میتواند دلیل خوبی بر وجود ترکیبات سنگین در بخارات تولیدي از واحد تثبیت باشد - ماکزیمم نقطه جوش براساس نمودار 90 درجه سانتیگراد میباشد - . اهداف مشخصه تحقیق عبارتند از:
-1 کاهش فلرینگ
-2 افزایش درآمد براي شرکت مجتمع گاز پارس جنوبی
-3 بازیابی نفتا از گازهاي فلر
شکل - : - 1 نمودار نقطه جوش جریان بخار متصاعد شده
-3 شرح فرآیند واحد تثبیت میعانات گازي فازهاي 9و10 واحد 103 متشکل از چند جداکننده دو و سه فازي، مبدل گرمائی و برج تقطیر میباشد. خوراك این واحد جریانهاي 10 و 11 میباشند.
جریان 10 با دماي 6 درجه سانتیگراد، فشار 3000 کیلو پاسکال و دبی مولی 3992 کیلو مول در ساعت به همراه جریان 11 که در شرایط عملیاتی 6/75 درجه سانتیگراد، فشار 3000 کیلو پاسکال و دبی 15/3 کیلو مول در ساعت می¬باشد، وارد مبدل گرمائی E-101 جائیکه خوراك اصلی در تبادل با محصول کاندنسیت تا دماي 50 درجه سانتیگراد پیشگرم خواهد شد، میشود. جریان 12 در دماي 50 درجه سانتیگراد و فشار 2950 کیلو پاسکال به همراه مایعات گازي گرفته شده از واحد 104 وارد جدا کننده سه فازي D-101 میشوند. شرایط عملیاتی این جدا کننده 50 درجه سانتیگراد و 2800 کیلو پاسکال میباشد. در این تجهیز بخار، فاز آلی - کاندنسیت - و فاز آبی - آب و گلایکول - از یکدیگر تفکیک میشوند.[5] گلایکول جدا شده به واحد احیا گلایکول - واحد - 102 ارسال خواهد شد.
کاندنسیت گرفته شده از تفکیک کننده D-101 - جریان - 13 وارد پمپ P-101 شده و به فشار جدا کننده D-105 یعنی 3520 کیلو پاسکال میرسد. خروجی از پمپ P-101 در مبدل حرارتی E-102 در تبادل حرارت با محصول کاندنسیت تا دماي 73 درجه سانتیگراد براي بار دوم پیشگرم میشود. خروجی از مبدل گرمائی E-102 با توجه به اینکه ممکن است هنوز محتوي املاح و گلایکول باشد لذا بوسیله جریان آب تازه با دبی 16 متر مکعب بر ساعت در جدا کننده D-105 - نمکزدا - شسته میشود، در این جدا کننده املاح احتمالی بوسیله جریان برق و گلایکول بوسیله آب از فاز آلی جدا خواهند شد.
میعانات شسته شده به همراه جریان جانبی از مایعات که حاصله واحد فشرده سازي میباشند - جریان 29 با دبی 76/37 کیلو مول در ساعت - پس از کاهش فشار تا فشار 1050 کیلو پاسکال با دماي 65 درجه سانتیگراد - جریان - 15 وارد قلب تپنده واحد 103 میشوند
- برج تقطیر . - C-101 برج تقطیر C-101 در اصل یک برج دفع با ریبویلر ترمو سیفون و کندانسور تمام برگشتی میباشد که مشتمل بر 19 سینی - بدون در نظر گرفتن ریبویلر و کندانسور - دریچه اي است.
چگالش جزئی بخار بالاسري - جریان - 22 که با دماي 69 درجه سانتیگراد از بالاي برج خارج میشود، در کولر هوائی A-104 با افت فشار 70 کیلو پاسکال صورت میگیرد. خروجی از فن هوائی وارد تفکیک کننده D-107 خواهد شد، شرایط عملیاتی این جدا کننده برابر با 60 درجه سانتیگراد و 970 کیلو پاسکال میباشد.[5] بخار خروجی از بالاي جدا کننده D-107 به همراه جریان شماره 28 به واحد فشرده سازي ارسال میشوند. این جریان عمدتا محتوي آب، گازهاي اسیدي، متان، اتان، پروپان و مقداري از برشهاي سنگین از مایعات گازي میباشد. تمامی مایع گرفته شده از این تفکیک کننده پس از عبور از پمپ رفلاکس P-102 مجددا از سینی 19 ام - اولین سینی - وارد برج تقطیر میشود.[5]
ریبویلر برج تقطیر C-101 از نوع ترموسیفون میباشد و حرارت لازم در آن بوسیله بخار فشار بالا تامین میشود. محصول خروجی از ریبویلر با دماي 190 درجه سانتیگراد و فشار 1070 کیلو پاسکال وارد ریبویلر جانبی برج جائیکه با جریان گرفته شده از سینی 9 ام در تبادل گرما قرار میگیرد، میشود. ریبویلر جانبی مبدل حرارتی پوسته-لوله E-104 میباشد. دماي محصول کاندنسیت در تبادل گرما با جریان جانبی تا 143 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. هدف ریبویلر جانبی E-104 تامین بخشی از گرماي درونی برج دفع بوسیله انرژي داخلی فرآیند میباشد.
محصول کاندنسیت پس از خروج از ریبویلر جانبی وارد مبدل گرمائی E-102 میشود و در تبادل با کاندنسیت خروجی از پمپ P-101 به دماي 121 درجه سانتیگراد میرسد، افت فشار جریان کاندنسیت در طول تبادل گرما در مبدلهاي حرارتی برابر با 70 کیلو پاسکال میباشد.
در ادامه محصول کاندنسیت با دماي 121 درجه سانتیگراد به فن هوائی A-101 جائیکه دماي آن در افت فشار 120 کیلو پاسکال تا 92 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. جریان خروجی از فن هوائی در مبدل گرمائی E-101 در تبادل گرما با کاندنسیت ورودي به واحد 103 خنک شده و به دماي 25 درجه سانتیگراد میرسد، در نهایت محصول کاندنسیت با مایعات تثبیت شده گرفته شده از واحد 107 وارد جدا کننده D-106 میشود. شرایط عملیاتی این جدا کننده 1 اتمسفر و دماي 29 درجه سانتیگراد میباشد، میعانات خروجی از این جدا کننده وارد پمپ P-103 شده و با فشار 650 کیلو پاسکال به مخازن نگهداري ارسال میشوند.
-4 معادله ترمودینامیکی و شبیه سازي
معادله ترمودینامیکی پنگ رابینسون در سال 1976 توسط پنگ و رابینسون در دانشگاه آلبرتا کانادا پیشنهاد شد. این معادله که تا حدود زیادي مشابه معادله حالت ساو - ردلیش – کوانگ میباشد علاوه بر کاربرد گسترده در محاسبه خواص گاز طبیعی، در بحث تعیین دانسیته مایعات خصوصا مایعات غیر قطبی به کار گرفته میشود.
این معادله ترمودینامیکی براي شبیه سازي - شکل - 2 واحد عملیاتی مورد مطالعه استفاده شده است که تطابق بالاي نتایج شبیه سازي با مقادیر عملیاتی اعتبار این معادله حالت را براي بکارگیري واحدهاي پالایشگاه میعانات گازي نشان میدهد.
شکل - : - 2 شماتیک شبیه سازي پالایشگاه میعانات فازهاي 9و10 پارس جنوبی با در نظر گرفتن تمام جزئیات فرآیندي
-5 اولویتهاي طراحی پالایشگاههاي کوچک
-1 کوتاه بودن زمان احداث و حجم پایین سرمایه مورد نیاز
-2 انعطاف پذیري در انتخاب خوراك و افزایش توان پالایشی کشور بخصوص در نقاط نزدیک به محل مصرف
-3 صادرات آسان فرآوردهها نسبت به نفت خام و میعانات گازي و دور زدن تحریمها
-4 استفاده بهینه از میعانات گازي و جلوگیري از انباشت آن
-5 اشتغال زایی مناسب نسبت به حجم سرمایه گذاري
-6 بازار مناسب فرآوردهها در داخل و خارج از کشور
-7 استفاده مناسب از حجم بالاي برخی از خوراكهاي کم ارزش
