دانلود پایان نامه : طراحی پایه‌ی حلقه‌ی دریزو و استفاده ‌از حلال هیدروکربنی در فرایند نم‌زدایی در پالایشگاه فراشبند

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی

عنوان : طراحی پایه‌ی حلقه‌ی دریزو و استفاده ‌از حلال هیدروکربنی در فرایند نم‌زدایی در پالایشگاه فراشبند

دانشگاه شیراز

دانشکده‌ی مهندسی شیمی، نفت وگاز

 

پایان نامه‌ی کارشناسی ارشد در رشته‌ی مهندسی شیمی

 

 

طراحی پایه‌ی حلقه‌ی دریزو و استفاده ‌از حلال هیدروکربنی در فرایند نم‌زدایی در پالایشگاه فراشبند

 

استادان راهنما

دکتر محمدرضا رحیم پور

دکتر علیرضا شریعتی

 

بهمن ماه 1390

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)چکیدهبخار آب یکی از مهمترین ناخالصی­های جریان گاز طبیعی است. معمولاً خود بخار آب مساله ساز نیست ولی در عوض فاز مایع یا جامدی که هنگام فشرده شدن گاز یا سرد شدن آن تشکیل می­شود مشکل ساز می­باشد. در برخی موارد بخار آب باعث مسمومیت شدید کاتالیست­های گران قیمت شده و یا اینکه واکنش­های جانبی نامطلوبی را باعث می­گردد. آب به صورت مایع معمولاً خوردگی را سرعت می­بخشد و یخ یا هیدرات­های جامد می­توانند شیرها، اتصالات و حتی لوله­های گاز را مسدود کنند. برای جلوگیری از بروز چنین مشکلاتی جریان گاز قبل از وارد شدن به خطوط انتقال با استفاده روشهای مختلفی آبگیری می‌شود. متداولترین روش در دنیا استفاده ‌از TEG می­باشد. جهت افزایش راندمان روش مذکور موارد مختلفی پیشنهاد شده ‌است که ‌یکی از آنها اضافه نمودن حلال هیدروکربنی به TEG می­باشد که به فراریت آب در این محلول در برج دفع کمک نموده و موجب بدست آمدن TEG خالص‌تر می‌گردد و می‌توان نقطه شبنم گاز را به مراتب پایین‌تر از روش حال حاضر مورد استفاده رساند. که ‌اکنون تکنولوژی آن در انحصار شرکت Drizo می‌باشد و به عنوان فرآیند Drizo شناخته می­شود و با استفاده ‌از روش مذکور می‌توان خلوص TEG خروجی از برج دفع را بالاتر از 99.8% رسانده و در نتیجه گاز خشک را با نقطه شبنم  73- تا 5/95- به نقاط مصرف منتقل نمود.هدف از این تحقیق طراحی پایه‌ی تجهیزات مورد استفاده در فرآیند دریزو به منظور جلوگیری از هدر رفت تری‌اتیلن‌گلایکول و جلوگیری از انتشار ترکیبات BTEX می‌باشد. کلمات کلیدی: Drizo، TEG، نم زدایی، حلال هیدروکربنی، ترکیبات BTEXفهرست مطالب  عنوان                                                                                                                      صفحه  فصل اول: مقدمه 1-1- نم‌زدایی از گاز طبیعی................................................................................................................ 21-1-1- روشهای نم‌زدایی از گاز طبیعی ................................................................................. 21-1-1-1- نم‌زدایی توسط مایعات جاذب رطوبت..................................................... 41-1-1-2- نم‌زدایی با استفاده ‌از جاذب‌های  جامد.................................................. 61-1-1-3- نم‌زدایی توسط سرمایش گاز...................................................................... 61-1-1-4- نم‌زدایی با استفاده‌ از نفوذ گاز در غشاء.................................................. 61-1-1-5- نم‌زدایی توسط واکنش گرهای جامد....................................................... 71-1-2- روش های افزایش بازدهی فرایند احیاء.................................................................. 101-1-2-1- استفاده ‌از گاز دفع کننده................................................................................ 101-1-2-2- احیاء در خلاء...................................................................................................... 101-1-2-3- افزایش عمل احیاء با افزودن حلال.............................................................. 11 فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشینمروری بر پژوهش های پیشین........................................................................................................... 13 فصل سوم: افزایش عمل احیای گلایکول با افزودن حلال هیدروکربنی3-1- مشخصات فرآیند........................................................................................................................ 173-2- مزایای دریزو................................................................................................................................ 203-2- 1- از نقطه نظر اقتصادی................................................................................................... 213-3- اصلاح فرایند نم‌زدایی گاز  Drizo ...................................................................................... 213-3-1-  تشریح اصلاح فرایند دریزو........................................................................................ 223-4- پارامترهای طراحی..................................................................................................................... 22عنوان                                                                                                                      صفحه  3-4-1- برج Contactor.............................................................................................................. 233-4-2- دبی گاز ورودی............................................................................................................... 233-4-3- دما و فشار ورودی.......................................................................................................... 233-4-4- دماو غلظت  TEG ورودی............................................................................................ 233-4-5-  سرعت چرخش گلایکول............................................................................................ 243-4-6- دمای نم‌زدایی.................................................................................................................. 243-4-7- دمای ریبویلر.................................................................................................................... 243-4-8- دمای ستون دفع ........................................................................................................... 24 فصل چهارم: طراحی پایه و ارائه خدمات مهندسی مقدماتی جهت اجرای طرح Drizo در پالایشگاه گاز فراشبند، واحد دالان 4-1- بر اساس شرایط تابستان و در حالت مجزا بودن واحدها................................................ 274-1-1- جدا کننده‌ی سه فازی(V-100)................................................................................ 274-1-2- مبدل حرارتی E-100................................................................................................... 304-1-3- مبدل حرارتی E-101................................................................................................... 414-1-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد.................................................................................... 574-1-5- پمپ P-100..................................................................................................................... 604-1-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو........................................ 654-2- بر اساس شرایط زمستان و در حالت مجزا بودن واحدها................................................ 684-2-1- جدا کننده‌ی سه فازی(V-100)................................................................................ 684-2-2- مبدل حرارتی E-100................................................................................................... 684-2-3- مبدل حرارتی E-101................................................................................................... 734-2-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد.................................................................................... 784-2-5- پمپ P-100..................................................................................................................... 804-2-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو........................................ 814-3- بر اساس شرایط تابستان و در صورت تجمیع واحدها..................................................... 824-3-1- جدا کننده سه فازی(V-100).................................................................................... 824-3-2- مبدل حرارتی E-100................................................................................................... 824-3-3- مبدل حرارتی E-101................................................................................................... 87
 
4-3-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد.................................................................................... 92عنوان                                                                                                                      صفحه  4-3-5- پمپ P-100..................................................................................................................... 944-3-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو........................................ 954-4- بر اساس شرایط زمستان و در صورت تجمیع واحدها.................................................... 964-4-1- جدا کننده سه فازی(V-100).................................................................................... 964-4-2- مبدل حرارتی E-100................................................................................................... 964-4-3- مبدل حرارتی E-101.................................................................................................. 1014-4-4- چیلر تأمین کننده‌ی آب سرد.................................................................................. 1064-4-5- پمپ P-100................................................................................................................... 1084-4-6- خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان در فرایند دریزو....................................... 1094-5- جدا کننده‌ی آب از حلال((coalesce................................................................................... 110                                                                                                                                     فصل پنجم: نتیجه‌گیری5-1- مقایسه‌ی میزان هرز رفت TEG.......................................................................................... 1125-2- مقایسه‌ی میزان انتشار ترکیبات BTEX........................................................................... 1135-3- مقایسه‌ی درصد خلوص TEG احیا شده در برج دفع................................................... 1145-4- مقایسه‌ی نقطه‌ی شبنم آبی گاز خشک خروجی از برج جذب................................... 1155-5- مقایسه هزینه‌ی کل سرمایه‌گذاری (TCI) و درآمد سالیانه ناشی ازپیاده سازی فرایند دریزو در دو حالت مجزا بودن و تجمیع واحدها............................................ 116  فهرست منابع و مآخذ............................................................................................................................ 119فهرست جدول‌ها  عنوان                                                                                                                      صفحه  جدول1-1- ناخالصی‌های موجود در گاز طبیعی.................................................................................. 3جدول1-2- خصوصیات گلایکول‌های مورد استفاده در فرآیند نم‌زدایی گاز................................. 7جدول1-3- تأثیر سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن بر محتوای آبگاز طبیعی اشباع.......................................................................................................................................... 9جدول 3-1- مهمترین دماهای عملیاتی گلایکول در قسمت‌های مختلف ................................... 9جدول 4-1- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌یسه فازی استفاده شده در فرایند Drizo............................................................................................... 23جدول 4-2- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100............................... 38جدول 4-3- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101............................... 43جدول 4-4- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده..................................... 59جدول 4-5- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان و حالتفیزیکی جریان‌ها.......................................................................................................................................... 67جدول 4-6- اندازه‌های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌یسه فازی استفاده شده در فرایند Drizo................................................................................................ 68جدول 4-7- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100............................... 70جدول 4-8- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101............................... 75جدول 4-9- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده..................................... 79جدول 4-10- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان وحالت فیزیکی جریان‌ها.............................................................................................................................. 81جدول 4-11- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌یسه فازی استفاده شده در فرایند Drizo................................................................................................ 82جدول 4-12- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100............................ 84 عنوان                                                                                                                      صفحه  جدول 4-13- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101............................ 89جدول 4-14- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده................................. 93جدول4-15- مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان وحالت فیزیکی جریان‌ها................................................................................................................................ 95جدول4-16- اندازه های بدست آمده از نرم‌افزار HYSYS برای جداکننده‌یسه فازی استفاده شده در فرایند Drizo................................................................................................ 96جدول4-17- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-100.............................. 98جدول4-18- نتایج بدست آمده از طراحی و ارزیابی مبدل حرارتی E-101............................ 103جدول4-19- مدل و مشخصات چیلر جذبی شعله ‌مستقیم انتخاب شده................................. 107جدول4-20 مشخصات خطوط لوله‌ی انتقال دهنده‌ی جریان وحالت فیزیکی جریان‌ها............................................................................................................................. 109فهرست شکل‌ها  عنوان                                                                                                                      صفحه  شکل 1-1- نمایی از پیکربندی یک پالایشگاه گاز............................................................................... 3شکل 1-2- دو شبکه بلوری مربوط به هیدرات.................................................................................... 4شکل 1-3- نمایی ساده ‌از فرآیند نم‌زدایی گاز طبیعی توسط تری اتیلن گلایکول................... 8شکل  1-4- محتوای آب گاز حاوی دی اکسید کربن در 100.................................................. 9شکل1-۵- فرایند نم‌زدایی باگلایکول به روش احیاء در خلاء......................................................... 11شکل3-1- فرایند دریزو جهت نم‌زدایی گاز طبیعی.......................................................................... 18شکل3-2- احیای گلایکول با استفاده‌ از فرآیند دریزو استاندارد................................................... 19شکل3-3- احیای گلایکول با استفاده ‌از فرآیند دریزو پیشرفته..................................................... 19شکل3-4- مقایسه میزان در صد خلوص گلایکول و نقطه شبنم آبیدر فرآیندهای مختلف احیا گلایکول........................................................................................................ 20شکل 4-1- اجزای مختلف جدا کننده سه‌فازی.................................................................................. 27شکل 4-2- نحوه عملکرد جدا کننده سه‌فازی.................................................................................... 28شکل 4-3- آرایش موازی در مبدل‌های حرارتی................................................................................ 31شکل 4-4- چگونگی تغییر دمای دو سیال را در طول لوله............................................................. 31شکل 4-5- جریان مخالف در مبدل‌های حرارتی .............................................................................. 32شکل 4-6- چگونگی تغییر دمای دو سیال را در طول لوله در آرایش مخالف........................... 32شکل 4-7- چگالنده‌ی نوع پوسته-لوله‌ی افقی................................................................................... 34شکل 4-8- نمونه ای از مبدل های حرارتی U شکل....................................................................... 36شکل 4-9- شرایط جریان‌های سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-100............. 37شکل 4-10- ترکیب ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100................................................ 37شکل 4-11-  TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100...................................................................... 39شکل 4-12- طرح کلی مبدل E-100................................................................................................... 40 عنوان                                                                                                                      صفحه  شکل 4-13 استقرار لوله‌ها در مبدل E-100....................................................................................... 40شکل 4-14- شرایط جریانهای سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-101............ 41شکل 4-15- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101................................... 42شکل 4-16- ترکیب جریان ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101.................................. 42شکل 4-17- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101...................................................................... 43شکل 4-18- طرح کلی مبدل E-101................................................................................................... 44شکل 4-19- استقرار لوله‌ها در مبدل E-101..................................................................................... 44شکل 4-20- شماتیک اجزای چیلر تراکمی........................................................................................ 45شکل 4-21- شماتیک اجزای چیلرجذبی............................................................................................ 47شکل 4-22- اجزای چیلر جذبی و نحوه‌ی قرارگیری آنها............................................................... 48شکل 4-23- چیلر جذبی لیتیوم برماید تک مرحله‌ای خنک‌شونده با آب................................. 53شکل 4-24- چیلر جذبی لیتیوم برماید تک مرحله‌ای سرد شونده با هوا.................................. 53شکل 4-25- چیلر جذبی لیتیوم برماید دو مرحله‌ای خنک‌شونده با آب................................... 54شکل 4-26- چیلر جذبی لیتیوم برماید دو مرحله‌ای خنک‌شونده با هوا................................... 54شکل 4-27- محدوده‌ی انتخاب پمپ‌ها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده....................... 64شکل 4-28- محیط کاری نرم‌افزار ESI............................................................................................... 66شکل 4-29- شرایط جریان‌های سرد و گرم استفاده شده برایمبدل حرارتی E-100................................................................................................................................... 69شکل 4-30- ترکیب ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100................................................ 69شکل 4-31-  TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100...................................................................... 714-32- طرح کلی مبدل E-100.............................................................................................................. 724-33- استقرار لوله‌ها در مبدل E-100................................................................................................ 724-34- شرایط جریان‌های سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-101..................... 73شکل 4-35- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101................................... 74شکل 4-36- ترکیب ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101................................................. 4شکل 4-37- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101...................................................................... 76شکل 4-38- طرح کلی مبدل E-101................................................................................................... 77شکل 4-39- استقرار لوله‌ها در مبدل E-101..................................................................................... 77شکل 4-40- محدوده‌ی انتخاب پمپ‌ها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده....................... 80 عنوان                                                                                                                      صفحه  شکل 4-41- شرایط جریان‌های سرد و گرم استفاده شده برایمبدل حرارتی E-100................................................................................................................................... 83شکل 4-42- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100................................... 83شکل 4-43-  TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100...................................................................... 85شکل 4-44- طرح کلی مبدل E-100................................................................................................... 86شکل 4-45- استقرار لوله ها در مبدل E-100................................................................................... 86شکل 4-46- شرایط جریان‌های سرد و گرم استفاده شده برایمبدل حرارتی E-100................................................................................................................................... 87شکل 4-47- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101................................... 88شکل 4-48- ترکیب ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101................................................ 88شکل 4-49- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101...................................................................... 90شکل 4-50- طرح کلی مبدل E-101................................................................................................... 91شکل4-51- استقرار لوله ها در مبدل E-101..................................................................................... 91شکل 4-52- محدوده‌ی انتخاب پمپها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده.......................... 94شکل 4-53- شرایط جریان‌های سرد و گرم استفاده شده برای مبدل حرارتی E-100.......... 97شکل 4-54- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-100................................... 97شکل 4-55-  TEMA Sheetمربوط به مبدل E-100...................................................................... 99شکل 4-56- طرح کلی مبدل E-100................................................................................................. 100شکل 4-57- استقرار لوله ها در مبدل E-100................................................................................. 100شکل 4-58- شرایط جریان‌های سرد و گرم استفاده شده برایمبدل حرارتی E-101............................................................................................................................... 101 شکل 4-59- ترکیب جریان ورودی به بخش گرم مبدل حرارتی E-101................................ 102شکل 4-60- ترکیب جریان ورودی به بخش سرد مبدل حرارتی E-101................................. 102شکل 4-61- TEMA Sheet مربوط به مبدل E-101.................................................................... 104شکل 4-62- طرح کلی مبدل E-101................................................................................................. 105شکل 4-63- استقرار لوله ها در مبدل E-101................................................................................. 105شکل 4-64- محدوده‌ی انتخاب پمپها با توجه به سرعت ویژه‌ی بدست آمده......................... 108شکل(4-65): مقایسه‌ی میزان هرز رفت TEG.................................................................................. 112شکل(4-66): مقایسه‌ی میزان انتشار ترکیبات BTEX................................................................... 113عنوان                                                                                                                      صفحه  شکل (4-67): مقایسه‌ی درصد خلوص TEG احیاء شده در برج دفع....................................... 114شکل (4-68):مقایسه‌ی نقطه‌ی شبنم آبی گاز خشک خروجی از برج جذب.......................... 115شکل (4-69): مقایسه هزینه‌ی کل سرمایه‌گذاری (TCI) ناشی ازپیاده سازی فرایند دریزو.......................................................................................................................... 116شکل (4-70): درآمد سالیانه ناشی از پیاده سازی فرایند دریزو................................................... 117مقدمه  1-1- نم‌زدایی از گاز طبیعی گاز خام[1] که ‌از مخازن هیدروکربنی استخراج می‌شود، با گازی که جهت مصرف به خطوط لوله فرستاده می‌شود متفاوت است. گاز طبیعی استخراج شده ‌از مخازن هیدروکربنی علاوه بر متان حاوی ناخالصی‌های مختلف است که ‌این ناخالصی‌ها در حین فرآیند پالایش گاز طبیعی جداسازی می‌شوند. جدول (1-1) ناخالصی‌های موجود در گاز طبیعی را نشان می‌دهد[1]. یکی از این ناخالصی‌ها، بخار آب موجود در گاز طبیعی است. شکل (1-1) نمایی از پیکربندی یک پالایشگاه گاز را نشان می‌دهد[2]. موقعیت واحد نم‌زدایی در یک پالایشگاه گاز در این شکل مشخص است.وجود آب در گاز طبیعی، در صورتی که فشار تاحد مشخصی افزایش یابد و یا دما کاهش یابد باعث تشکیل هیدرات‌های گازی می‌شود. جمع شدن هیدرات‌های گازی در اتصالات مربوط به خطوط لوله‌ی انتقال یا فرآیندی و یا تجهیزات، باعث مسدود شدن خطوط لوله و افزایش خوردگی می‌شود. هیدراتهای گازی شبیه برف سبک و متخلخل هستند و ساختمان بلوری دارند و شبیه ذرات بلور تکثیر می‌شوند[3]. نسبت مولکول‌های آب به مولکول‌های گاز برای متان 5:75 و اتان 7:67 است[4]. شکل (1-2) دو شبکه بلوری مربوط به هیدرات را نشان می‌دهد. 1-1-1- روشهای نم‌زدایی از گاز طبیعی روشهای مختلفی برای نم‌زدایی از گاز طبیعی وجود دارد که در اینجا مهمترین آنها عبارتند از: [5].1- نم‌زدایی توسط مایعات جاذب رطوبت[2] مثل گلایکول‌ها[3].2- نم‌زدایی با استفاده‌ از جاذب‌های جامد[4] مثل آلومیناژل[5]، سیلیکاژل[6] و بوکسیت[7] .3- نم‌زدایی توسط سرمایش گاز[8].4- نم‌زدایی با استفاده ‌از نفوذ گاز در غشاء.5- نم‌زدایی توسط واکنش‌گرهای جامد مثل کلرید‌‌کلسیم جامد.تعداد صفحه : 141قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید