بخشی از مقاله
چکیده
یکی از روشهاي مناسب استفاده از گاز، تبدیل آن به مایعات سوختی در فرایندهاي GTL می باشد. در این فرایند ابتدا گاز طبیعی به گاز سنتز و در ادامه با استفاده از روشهایی به انواع سوخت مایع - متانول، بنزین، گازوئیل و ... - تبدیل می شود. در واحدهاي صنعتی، تهیه گاز سنتز بخش عظیمی از کل هزینه هاي این فرایند پیچیده را شامل می شود. راکتور HTCR جدیدترین طراحی ها در ریفرمرهاي گاز طبیعی است.
بدین صورت که هر لوله این ریفرمر داراي یک لوله داخلی بوده که جریان خوراك از مابین دو لوله وارد شده و واکنش ریفرمینگ در آن انجام می شود. گاز سنتز تولیدي نیز توسط لوله داخلی از ریفرمر خارج می شود. در این مقاله با حل هم زمان معادلات انتقال جرم، انرژي و مومنتم، عملکرد این نوع ریفرمرها از نظر دمایی و حجمی با ریفرمرهاي معمولی مورد مقایسه قرار می گیرد. نتایج شبیه سازي نشان می دهد دماي گازهاي خروجی از HTCR در مقایسه با ریفرمر هاي معمولی بین 100 تا 200 درجه سانتیگراد پایین تر است. در ادامه به بهینه سازي قطر لوله داخلی پراخته و %25 قطر لوله هاي خارجی به عنوان مقدار بهینه آن تعیین گردید.
مقدمه
حجم وسیعی از مخازن گاز طبیعی در نقاط وسیعی از جهان پراکنده شده اند که بیشتر آنها در مناطقی دور از مراکز صنعتی و سکنه هستند. فشرده سازي جهت انتقال و نگهداري گاز طبیعی از نظر اقتصادي داراي هزینه بالایی است. روشهاي مختلفی براي استفاده گاز طبیعی وجود دارد که از آن جمله میتوان به مصارف عمومی - نظیر منبع سوخت صنایع و مصارف خانگی - ، تزریق به مخازن نفت جهت ازدیاد برداشت، صادرات از طریق توسعه خطوط لوله، تولید LNG و تبدیل آن به مایعات سوختی اشاره نمود.
فرآیندهاي مختلفی که جهت تبدیل گاز طبیعی به مایعات سوختی پیشنهاد شدهاند را میتوان به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم تقسیم نمود. در نوع اول، فرآیندهاي موسوم به Oxidation Coupling Reaction of Methane - OCM - ، متان به همراه یک چهارم اکسیژن در دماي نسبتا بالا نخست به اتان و سپس به اتیلن تبدیل میشود. سپس با بسپارش و حلقوي کردن اتیلن روي زئولیتهاي اسیدي, بنزین بدست می آید.
در فرآیندهاي غیرمستقیم گاز طبیعی نخست به گاز سنتز و سپس براساس واکنش معروف Fischer-Tropsch، پارافینهاي خطی براي تولید سوخت مایع به دست میآید 1] و .[3 فناوري تبدیل گاز طبیعی به فراورده هاي مایع - Gas to Liquids - ، به فرآیندي اطلاق میگردد که در آن، بتوان گاز طبیعی را به فرآوردههاي با ارزش، از جمله متانول، ديمتیلاتر و سایر فرآوردههاي میانتقطیر - مانند بنزین، گازوئیل و نفت سفید - تبدیل نمود.
این فرآیند شامل سه مرحله اصلی است که به ترتیب عبارت اند از: تهیه گاز سنتز از گاز طبیعی، سنتز فیشر - تروپش و ارتقاء کیفیت محصولات. در فرآیند GTL، تهیه گاز سنتز بخش عظیمی از کل هزینههاي این فرآیند پیچیده را شامل میشود. که در حدود40 درصد از کل هزینه سرمایهگذاري - TCI - این فرآیند را در بر می گیرد. بنابراین بهینه کردن بخش تولید گاز سنتز در این فرآیند بسیار مورد توجه قرار دارد.
مکانیزم هاي تولید گاز سنتز از گاز طبیعی
تولید گاز سنتز از گاز طبیعی با مکانیسمهاي متفاوتی انجام میشود که در جدول 1 نشان داده شده است.
