بخشی از مقاله
خلاصه
در پالایشگاه لاوان بیش از 11 میلیون فوت مکعب گاز را در روز با استفاده از حلال دی اتانول آمین تا غلظت 25 ppm سولفید هیدروژن تصفیه مینمایند. گاز شیرین شده که از هیدروکربنهای سنگین تشکیل شده است - پنتان به بالا - جهت عریانسازی - عملیات دفع گاز - نفت خام از سولفید هیدروژن در برج دفع و یا بعنوان سوخت گازی استفاده میشود. در این تحقیق فرایندی ارئه شده است که از نظر مکانی حد واسط واحد شیرینسازی گاز و عریانسازی نفت خام بوده و وظیفه آن استحصال بنزین طبیعی از گاز شیرین و ارسال گاز باقیمانده - پسماند - به برج عریانسازی میباشد.
براساس مطالعات اولیه، گاز عریانسازی پتانسیل بازیابی بیش از 1000 بشکه در روز بنزین را دارد که در صورت استخراج میتوان آن را به تولید بنزین پالایشگاه افزود. فرایند ارائه شده دارای سه بخش کلی تراکم گاز، تبرید مکانیکی گاز و تقطیر میعانات استحصالی میباشد که هر سه واحد با استفاده از برنامه کامپیوتری هایسیس طراحی شدهاند.
لازم به ذکر است که معادله ترمودینامیکی حاکم بر شبیه سازی، معادله حالت پنگ رابینسون میباشد. در بخش تبرید مکانیکی گاز متراکم شده بوسیله سیکل پروپان تا -30 درجه سانتیگراد سرد شده و میعانات ایجاد شده بوسیله جداکننده دما پایین تفکیک میشوند. کندانسهای ایجاد شده در بخش نهایی بوسیله یک تثبیت کننده پایدارسازی و بنزین طبیعی با شدت 1697 بشکه در روز تولید میگردد.
.1 مقدمه
در سالهای اخیر به خصوص در سال گذشته و جاری، جهت تامین سوخت بنزین در سطح کشور، مقادیر بسیاری ارز برای واردات بنزین از کشور خارج شده است و عدم وجود تقاضا برای محصول نفت سفید چه در داخل و چه در بازار جهانی مازاد تولید آن را به یک معضل جدی تبدیل کرده است.[1] مصرف فراوردههای نفتی که از جمله سوختهای فسیلی جهان میباشند در جهان چندان اهمیتی پیدا کردهاند که گاهی جهت استفاده از این منابع غنی خدادادی در بین کشورها موجب بروز منازعاتی شده است و در دو سه قرن اخیر هر روز بر نقش آن در رشد وتوسعه اقتصادی کشورها بیشتر شده است و با رشد تکنولوژی نیاز به این فراووردهها بیشتر شده است.[2]
در این میان مصرف بنزین از اهمیت بیشتری برخوردار بوده است و با افزایش تولید خودروها و افزایش جمعیت جهان میزان مصرف ان بیشتر گردید که بعضی از کشورها بدلیل هزینه بالایی که واردات این فرآورده برای آنان به همراه داشته سعی کردهاند با سیاست افزایش قیمت و یا کاربرد تکنولوژیهای جدید در خودروها میزان مصرف آنرا کاهش دهند2]و.[1 مطابق آمار اعلامشده از سوی مدیرعامل شرکت ملی پخش فرآوردههای نفتی، مصرف روزانه بنزین ایران در سال 1394، 68 میلیون لیتر و کل تولید پالایشگاههای داخل کشور طبق اظهار نظر مدیر عامل شرکت ملی پالایش و پخش برابر 60 میلیون لیتر در روز بوده است.
بنابراین کمبود بنزین از طریق تولید واحدهای پتروشیمی به علاوهی مقدار کمی واردات جهت افزایش کیفیت بنزین تأمین میشد. تولید بنزین پتروشیمیها پس از تصویب طرح تحریم صادرات بنزین به ایران از سوی کشورهای متخاصم، در قالب طرح ضربتی تولید بنزین آغاز شد. تولید بنزین در ایران و کاهش وابستگی به واردات این محصول پاسخ مناسبی به طرح کشورهای غربی در آن مقطع زمانی ارزیابی شد.
با توجه به صنعتی شدن جهان و گسترش جمعیت و نیاز روز افزون به استفاده از سوخت و انرژی، تامین سوخت با کیفیت مناسب و آلودگی کم در جوامع امروزی امری ضروری به نظر میرسد. تقاضای بالا و کمبود تولید داخلی بنزین پالایشگاهی، نیاز به واردات این محصول از کشورهای دیگر را افزایش داده، همچنین افزایش تحریمها و اهمیت استراتژیک واردات و صادرات بنزین خاورمیانه و تامین نیاز داخلی کشور، اهمیت این امر را دوچندان نموده است. لذا به نظر میرسد جهت کاهش وابستگی به واردات و رسیدن به مرز خودکفایی و غلبه بر تحریمهای موجود میبایست از توان مهندسی و قابلیتهای موجود در صنعت داخلی کشور بهره برد.
مصرف فرآوردههای نفتی سبک به ویژه بنزین، با در نظرگرفتن اهمیت آن در بخش حمل و نقل، نقش اساسی در رشد و توسعه اقتصادی کشورها ایفا میکند. بررسی عوامل مؤثر بر تقاضای بنزین در جهت شناخت دقیق و صحیح از ساختار رفتاری مصرف، به منظور برنامه ریزی دقیق در راستای تحقق اهداف مورد نظر، امری ضروری است. یکی از مهمترین بخشهای اقتصادی کشور، بخش حمل و نقل بوده، که اهمیت بالای آن به دلیل وابستگی شدید سایر بخشهای اقتصادی کشور به این بخش است.
فراوانی ذخایر نفتی در ایران و سیاست استفاده از منابع نفتی ارزان، به ویژه بنزین، مصرف بی رویه این فرآورده را در سالهای گذشته به دنبال داشته است. از سویی کافی نبودن تولید داخلی آن، موجب شده تا کشور سالانه سهم قابل توجهای از منابع ارزی خود را صرف واردات بنزین کند. یکی از مزایای تولید بنزین از گاز عریان کننده نفت خام این است که این جریان با توجه به اینکه عاری از بنزن و زایلنهاست لذا نسبت به بنزین تولیدی از پتروشیمیها دارای آلایندگی به مراتب کمتری میباشد.
.2 معادله حالت حاکم بر فرایند و شبیه سازی
در این تحقیق جهت شبیه سازی فرایند با توجه به ترکیبات موجود در جریانهای فرایندی و شرایط عملیاتی حاکم بر واحد تبرید مکانیکی از معادله حالت درجه سوم پنگ رابینسون استفاده شده است. معادله حالت پنگ-رابینسون برای برخی از پارامترهای ترکیب-ترکیب بر همکنشی خاص کارایی دارد. ترکیبات کلیدی ویژه شامل: هلیوم، اتیلن گلایکول، هیدروژن، نیتروژن، دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن، آب، متانول و دی اتیلن گلایکول میباشند.[4] مدل پنگ رابینسون برای محاسبه تعادل بخار-مایع به علاوه محاسبه چگالیهای مایع برای سیستمهای هیدروکربن ایدهآل است.[5]
چندین پیشرفت برای مدل پنگ رابینسون اولیه صورت گرفته است تا محدوده کاربردش را گسترش دهد و پیش بینیهایش برای برخی از سیستمهای غیر عادی صورت گرفته است. اما در موقعیتهایی که سیستم غیر ایدهآل است استفاده از مدلهای فعالیت توصیه شده است. بسته ویژگی پنگ رابینسون هرگونه سیستم سه و یا دو مرحلهای و یا تک مرحلهای را با درجه زیادی از کارایی و قابلیت اعتماد حل میکند و در یک سری وسیع از شرایط کاربردی است.[5]
بسته ویژگی پنگ رابینسون همچنین شامل پارامترهای تعاملی دوتایی بهبود یافته برای تمام جفتهای هیدرو کربن هیدرو کربن کلی و به علاوه برای دوتاییهای هیدروکربن- غیر هیدروکربن ایجاد شده است7]و.[6 برای اجزاء هیدروکربنی و یا غیرگروهی پارامترهای تعامل هیدروکربن-هیدروکربن به شکل خودکار به وسیله هایسیس برای پیش بینیهای ویژگی تعادل بخار-مایع بهبود یافته ایجاد شده است. برای ابزارهای نفت، گاز، پتروشیمیایی، معادله حالت پنگ رابینسون بسته ویژگی پیشنهاد کلی شده است. بسته ویژگی پنگ رابینسون برای غالبا برای شبیه سازیهای زیر استفاده میشود:[7]
-1 دهیدراسیون تری اتیلن گلایکول
-2 دهیدراسیون آروماتیکها با تری اتیلن گلایکول
-3 پالایش گاز در سیکل تبرید
-4 جداسازی هوا
-5 برجهای خام اتمسفریک
-6 برجهای خلاء
-7 سیستمهای غنی از هیدروژن
-8 سیستمهای ذخیره
-9 بازدارندگی هیدرات
.3 شرح فرایند فرآورش گاز با استفاده از فناوری تبرید مکانیکی
تبرید مکانیکی سادهترین و مستقیمترین فرایند برای نمزدایی گاز طبیعی میباشد. تبرید مکانیکی یا خارجی توسط یک چرخه تبرید بخار فشرده که معمولا از پروپان به عنوان مبرد و انواع کمپرسور پیستونی یا کمپرسور سانتریفوژ جهت حرکت مبردها از شرایط عملیاتی فشار پایین به فشار بالا استفاده میشود، تدارک دیده شده است.[8] با توجه به شکل 1 مبدل حرارتی گاز-گاز، با عبور گاز، جریان موازی و ناهمسوی جداکننده سرد به گاز ورودی گرم را ترک کرده و تبرید اضافی را بازیافت میکند. دمای جریان گاز سرد ترک شده در این مبدل به دمای گاز ورودی گرم میرسد.
