بخشی از مقاله
چکیده
سالانه حجم بالایی از گازهای همراه نفت و گازهای مازاد و ناشی از نشتی تجهیزات پالایشگاهی در فلرها سوزانده می شود، فلرینگ در کیفیت هوا تاثیر می گذارد و بیش از 250 نوع مواد سمی را وارد جوء می کند به همین جهت بازیابی گازهای ارسالی به فلر جهت بهینه سازی مصرف انرژی مورد توجه قرار می گیرد، در این مقاله بازیابی گازهای ارسالی به فلر از دیدگاه اکسرژی که برگرفته از قانون دوم ترمودینامیک می باشد که نتایج دقیق تری ارائه می دهد. در این مقاله راهکار شرکت جان زینک و تولید هم زمان برق و گرما و شبیه سازی جی تی ال مورد مطالعه قرار گرفته که با توجه به نتایج بدست آمده در این مقاله حاکی از این است که بازیابی گازهای ارسالی به فلر از روش تولید همزمان برق و گرما بیشترین صرفه جویی در مصرف گاز - سالیانه 5793 کیلوگرم بر ساعت - و کاهش تلفات اکسرژی را دارد ولی به این دلیل که تقاضا برای تولید برق وجود نداشته و از نظر استفاده از برق شبکه کاملا غیر اقتصادی است، همچنین نتایج نشان می دهد که راهکار شرکت جان زینک زمان بازگشت سرمایه 2/8 سال می باشد که پس از بازگشت سرمایه اولیه، سالیانه 119 میلیون تومان صرفه جویی اقتصادی و میزان 8/7 میلیون متر مکعب افزایش تولید گاز محصول از واحد را به همراه دارد و در بررسی واحد جی تی ال با زمان بازگشت سرمایه بعد از 4,5 سال سود سالیانه معادل 7545728 دلار و با ارزش محصول تولیدی، بهترین راهکار است.
کلمات کلیدی:فلر، بازیابی گازهای ارسالی، آنالیز اکسرژی، کمپرسور، توربین گازی
-1 مقدمه
از زمان پیدایش صنعت نفت، فلر کردن گاز در صنایع بالا دستی و همچنین پالایشگاه ها و پتروشیمی ها به علل مختلفی همچون کنترل فشار و حفظ ایمنی تجهیزات انجام می شود و جزء لاینفک این صنعت است. طبق گزارش بانک جهانی، سالانه 140 میلیارد متر مکعب گاز فلر می شود و ایران رتبه سوم را در جمع کشورهای جهان در این زمینه داراست - جدول شماره - 1 و عنوان سیزدهم و اول در خاورمیانه در تولید گازهای گلخانه ایی را دارد. بر اساس آمار این سازمان میزان انتشار کربن دی اکسید سالانه 400 میلیون تن است و با در نظر گرفتن سایر گازهای ناشی از فلر مانند SO ، NO و ...مشخص می شود که فلرینگ ضمن اتلاف انرژی منجر به اثرات مخرب زیست محیطی نیز می گردد و با توجه به این مسئله بحث بازیابی گازها جهت بهینه سازی مصرف انرژی و جلوگیری از اثرات نامطلوب آن بر محیط زیست اهمیت پیدا می کند.
گازهای همراه نفت در صنایع بالادستی سهم بالایی از گازهای ارسالی به فلر را تشکیل می دهد. متداول ترین شیوه بازیابی گازهای همراه نفت، جدا کردن میعانات گازی بر اساس تفاوت نقطه جوش از گاز استحصالی جدا شده و نهایتاً گاز طبیعی و میعانات گازی حاصل می گردد. در مورد بازیابی گازهای ارسالی به فلر در صنایع پایین دستی اقدامات کمی صورت گرفته به دلیل اینکه مقدار کمتر این گازها و غنای کمتر آنها نسبت به گازهای همراه نفت می باشد.مطالعات صورت گرفته مبتنی بر قانون اول ترمودینامیک بوده است، این قانون انرژی را از لحاظ کمیتی مورد بررسی قرار می دهد که تفاوتی بین کار و انرژی قائل نمی شود از همین رو مطالعات بیشتر از پیش بر پایه قانون اکسرژی که بر گرفته از قانون دوم ترمودینامیک است صورت می پذیرد. اکسرژی عبارت است حداکثر کاری که از یک جریان ماده یا انرژی می توان گرفت تا آن جریان یا انرژی به شرایط تعادل با محیط زیست برسد.
-2 مروری بر آمار بانک جهانی در مورد گازهای مشعل
بانک جهانی میزان گازهای مشعل شده در سال 2011 را 140 میلیارد متر مکعب بر آورد کرده است این میزان گاز حدود 25 درصد مصرف سالیانه گاز ایالت متحده آمریکا و 30 درصد مصرف سالیانه گاز اتحادیه اروپا را تشکیل می دهد، کشور کویت در زمینه مدیریت گازهای مشعل پیشتاز است. این کشور میزان گاز مشعل را به کمتر از یک درصد گازهای همراه تولیدی از میادین نفتی کاهش داده است. [1]
-3 هدف از فلرینگ
سیستم فلر را برای برآورده کردن چندین هدف مورد استفاده قرار می دهند که مهمترین و اساسی ترین این اهداف عبارتند از:
* ایجاد یک سیستم مطمئن برای خروج و تخلیه گازهای زائد واحدهای فرآیندی.
* ایجاد یک موقعیت قابل دسترس و ایمن به منظور سوزاندن گازهای پر فشار سیستم و کاهش فشار کل.
* به عنوان مکانیسمی کارآمد به منظور کنترل گازهای قابل اشتعال در شرایط راه اندازی و یا متوقف کردن قسمت هایی از واحدهای عملیاتی.[2]
-4 انواع گازهای ناشی از فلرینگ
-1-4 آئروسل1
دوده و مه حاصل از احتراق سوخت های فسیلیف پالایشگاهی و پتروشیمی ها و ... آئروسل نامیده می شود. آئروسل در سطح جهان گسترده شده است و باعث می شود نور خورشید بیشتر از آنچه جذب می گردد در اثر انعکاس مجدداً به محیط برگردانده شود و باعث گرمای بیشتری می شود و آئروسل به طور متوسط 5 روز در جوء می مانند و تنها راه پاکسازی آن از جوء بارش باران و برف است.
-2-4 ساکس2
ساکس یا اکسیدهای گوگرد در اثر احتراق یا گرمایش سوخت ها یا مواد حاوی گوگرد از قبیل : زغال سنگ و نفت تولید می شوند. اکسیدهای گوگرد نشر یافته اکثر so2 و تا حدودی so3 هستند. اکسایش so2 به so3 در حضور نور صورت می پذیرد و این فرآیند نیم تا دو روز به طول می انجامد. so3 به سرعت در باران و ابرها جذب شده و تبدیل به H2SO4 می شود و در نتیجه توده ای از اسید سولفوریک که ایجاد باران اسیدی می کند.
-3-4 ناکس3
در اثر احتراق زغال سنگ یا نفت با اکسیدهای نیتروژن موجود در هوا: NO2، N2O، N2O3، N2O4، NO تولید NOX می گردد. در گاز خروجی با دمای بالا بخش اعظم NOX بصورت NO وجود دارد و NO بسرعت به هنگتم آزاد شدن در هوا به NO2 اکسایش می یابد. هنگامی که اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربن ها مخلوط شوند و در معرض تشعشعات فرابنفش نور خورشید قرار می گیرد و در طی یک واکنش فتوشیمیایی پیچیده، اکسیدهای فتو شیمیایی OX را تولید می کنند.
