منابع و ماخذ پایان نامه بهره بردار

(2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 74
شکل 4- 11: اثر دبی جریان مایع بر بازده و دمای نقطه شبنم هوای خروجی ( ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان گاز: 1000 میلی لیتر بر دقیقه ) 75
شکل 4- 12: اثر دبی جریان مایع بر بازده و دمای نقطه شبنم هوای خروجی ( ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان گاز: 1000 میلی لیتر بر دقیقه ) 76
شکل 4- 13: اثر دبی جریان مایع بر میزان شار انتقال جرم بخار آب ( ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان گاز: 1000 میلی لیتر بر دقیقه ) 77
شکل 4- 14: اثر دبی جریان مایع بر میزان شار انتقال جرم بخار آب ( ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان گاز: 1000 میلی لیتر بر دقیقه ) 78
شکل 4- 15: اثر غلظت تری اتیلن گلایکول بر بازده و دمای نقطه شبنم هوای خروجی (ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 79
شکل 4- 16: اثر غلظت تری اتیلن گلایکول بر بازده و دمای نقطه شبنم هوای خروجی (ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 79
شکل 4- 17: اثر غلظت تری اتیلن گلایکول بر میزان شار انتقال جرم بخار آب (ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 80
شکل 4- 18: اثر غلظت تری اتیلن گلایکول بر میزان شار انتقال جرم بخار آب (ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دبی جریان گاز :1000 میلی لیتر بر دقیقه، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه) 81
شکل 4- 19: اثر جهت جریان بر بازده در دبی های مختلف گاز ( ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 82
شکل 4- 20: اثر جهت جریان بر بازده در دبی های مختلف گاز ( ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 82
شکل 4- 21: اثر جهت جریان بر دمای نقطه شبنم هوای خروجی در دبی های مختلف گاز ( ماژول (1)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 83
شکل 4- 22: اثر جهت جریان بر دمای نقطه شبنم هوای خروجی در دبی های مختلف گاز ( ماژول (2)، دمای محیط، فشار اتمسفریک، دمای نقطه شبنم هوای ورودی: 24 درجه سانتی گراد، دبی جریان مایع: 9 میلی لیتر بر دقیقه ) 83
فصل اول
مقدمه
1-1- گاز طبیعی و رطوبت زدایی از آن
گاز طبیعی یکی از مهمترین منابع اولیه انرژی است. مخازن گازی بزرگی در دهههای اخیر کشف شدهاند و امید به کشف مخازن گازی بیشتر، بسیار روشن است. گاز طبیعی موجود در مخازن زیرزمینی تحت شرایط دمایی و فشاری خاص، درکنار نفت و آب قرار دارد. از این جهت گاز طبیعی ممکن است مقداری ناخالصی شامل دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن، بخار آب و … به همراه خود داشته باشد[1].
گاز طبیعی برای این که بتواند به مصرف خانگی و صنعتی برسد، باید طی چند مرحله در پالایشگاهها تصفیه شود و ناخالصی آن گرفته شود، میزان این ناخالصیها بایستی در حد استاندارد خط لوله یا فروش باشد. از مهم ترین مراحل تصفیهی گاز طبیعی، جذب گازهای اسیدی از گاز در صورت دارا بودن این ترکیبات و نم زدایی1 است.
نم زدایی یا رطوبت زدایی یکی از مراحل پالایش گاز طبیعی است. پس از تفکیک نفت از گاز، مقداری آب آزاد همراه با گاز طبیعی وجود دارد. که بیشتر آن توسط روشهای جداسازی ساده در سر چاه یا در نزدیکی آن از گاز جدا میشود. در حالی که بخار آب موجود در محلول گاز میبایست طی فرآیندی بسیار پیچیده تحت عنوان نم زدایی و یا رطوبت زدایی از گاز طبیعی تفکیک گردند.
1-2- مشکلات ناشی از حضور بخارات آب در گاز طبیعی
آب شاید یکی از ناخالصیهای ناخواسته مشترک تمام گازهای طبیعی است. معمولاً بخار آب به تنهایی باعث بروز مشکل چندانی نمیشود، این ماده بصورت مایع یا جامد در حالت تراکم و یا خنک شدن از گاز جدا شده و ایجاد مشکل مینماید. اگر دمای دیواره لوله انتقال یا مخازن نگهداری گاز طبیعی تا به زیر دمای نقطه شبنم2 گاز کاهش یابد، بخارات آب موجود در گاز طبیعی شروع به میعان شدن بر روی سطح سرد لوله میکنند که مشکلات زیر را در بر خواهد داشت[2]:
گاز طبیعی در کنار قطرات آب امکان تشکیل هیدرات3 را ایجاد میکند، که تشکیل هیدرات خود موجب افزایش افت فشار، انسداد، گرفتگی جزئی یا کلی خط لوله گاز و در برخی موارد انفجار خط لوله میشود.
گازهای دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن موجود در گاز طبیعی در قطرات آب حل میشوند و موجب به وجود آمدن ترکیبات بسیار خورندهای میشوند که باعث آسیب رسیدن به خط لوله میشود.
بخار آب موجب کاهش ارزش حرارتی4 گاز طبیعی میشود.
اشغال قسمتی از سطح لوله و کاهش ظرفیت مفید آن
انجماد در واحدهای جذب که با سرمایش گاز همراه میباشند.
1-3- انواع روشهای نم زدایی از گاز طبیعی[3-6]
انتخاب روش نم زدایی بستگی به شرایط گاز (اجزای تشکیل دهنده و فشار و دما و دبی) و میزان نیاز به نم زدایی دارد. مقدار آب موجود در گاز را میتوان با نقطه شبنم گاز در فشار و دمای مورد نظر مشخص کرد. کاهش نقطه شبنم گاز، نشانگر مقدار آبی است که در فرآیند نم زدایی از گاز جدا میشود. روشهای مختلف نم زدایی عبارتند از:
روش جذب در مایع بوسیله مایعات جاذب رطوبت5
در این روش رطوبت گاز توسط یک مایع حلال از گاز جدا میشود. انواع مختلف گلایکول از مهم ترین موادی است که در این روش مورد استفاده قرار میگیرد.
روش جذب جامد به وسیله جامدات جاذب رطوبت6
در این روش رطوبت گاز توسط یک جامد فعال از گاز جدا میشود، سیلیکاژل، موبیل سوربید، اکسید آلومینیوم و غربال مولکولی از مهمترین جامداتی هستند که در این روش به کار میروند.
روش میعان نمودن آب به وسیله فشردن یا سرد کردن گاز7
در این روش گاز توسط کمپرسور فشرده شده و با توجه به این که دمای آن زیاد می شود، توسط یک سیستم خنک کننده سرد شده و بخارات آن که مایع شده از گاز جدا می شود. در این روش گاز مرطوب در اثر تبادل حرارت با یک ماده مبرد8 سرد میشود. در این عمل بخارات آب و هیدروکربونهای سنگین آن کندانس شده و به صورت مایع از گاز جدا می شود. این عمل ممکن است در چند مرحله انجام شود.
1-3-1- جذب در مایع بوسیله مایعات جاذب رطوبت
مایعاتی که برای جذب آب به کار برده میشوند، باید خواص مطلوبی داشته و نیازهای متعدد عملیاتی را برآورده نمایند که مهم ترین آنها عبارتند از:
خاصیت جذب آب زیاد
قیمت پایین
خاصیت غیر خورندگی
پایداری در برابر اجزای گاز
پایداری در مدت زمان احیا
سادگی در احیا
چسبندگی (ویسکوزیته) پایین و مناسب
فشار بخار پایین در درجه حرارت تماس با گاز
خاصیت حلالیت کم در گاز طبیعی و هیدروکربورهای مایع
خاصیت ایجاد کف پایین و میل کم به امولسیون شدن
دو ماده آلی که تمام خواص ذکر شده را در سطح رضایت بخشی برآورده مینمایند عبارتند از:
دی اتیلن گلایکول9
تری اتیلن گلایکول10
انواع مختلف گلایکول ها
گلایکولها، به ویژه دی اتیلن گلایکول (DEG) و تری اتیلن گلایکول (TEG) در سیستمهای نم زدایی از گاز اهمیت ویژهای دارند. در جدول 1- 1 مشخصات فیزیکی گلایکولها قابل مشاهده میباشد. با توجه به خواص گلایکولها که ذکر شد، مهم ترین عواملی که موجب استفاده گسترده از گلایکولها در نم زدایی گازها میشود عبارتند از خاصیت جذب آب، پایداری عالی در برابر حرارت و در برابر تجزیه شیمیایی، فشار بخار پایین و قیمت مناسب.
جدول 1- 1: مشخصات انواع گلایکول ها [3]
Methanol
Tetraethylene Glycol
Triethylene Glycol
Diethylene
Glycol
Ethylene Glycol
CH3OH
C6H18O5
C6H14O4
C4H10O3
C2H6O2
Formula
32.04
194.2
150.2
106.1
62.1
Molecular Weight
64.5
314
285.5
244.8
197.3
Boiling Point at 760 mm Hg (25°C)
120
0.01
0.01
0.01
0.12
Vapor Pressure at 25°C (mm Hg)
0.79
1.12
1.119
1.113
1.11
Density at 25°C (g/cc)
-144
22
19
17
8
Freezing Point (°F)
0.52
44.6
37.3
28.2
16.5
Viscosity at 25°C (centipoise)
22.5
45
45
44
47
Surface Tension at 25°C (dynes/cm)
0.60
0.52
0.53
0.55
0.58
Specific Heat at 25°C (Btu/(lb.°F))
هرچه وزن مولکولی گلایکولها افزایش یابد، خاصیت جذب آب در آنها نیز بالا میرود. چهار نوع عمده و تجاری گلایکولها عبارتند از : مونو اتیلن گلایکول (MEG)، دی اتیلن گلایکول (DEG)، تری اتیلن گلایکول (TEG) و تترا اتیلن گلایکول (TREG). نقطه جوش مونو اتیلن گلایکول و دی اتیلن گلایکول پایین میباشد، لذا این مواد از میزان هدر رفت بالایی برخوردار هستند. از طرفی تترا اتیلن گلایکول بسیار ویسکوز و گران است. لذا بهترین حلال، تری اتیلن گلایکول است که در بین انواع گلایکولها به دلیل داشتن نقطه جوش و دمای تبخیر بالا، قابلیت بازیافت تا 99-98 درصد در یک برج احیا که با فشار اتمسفریک کار می کند، منحصر به فرد به شمار میرود. این مسئله اجازه میدهد که بتوان دمای نقطه شبنم را در محدوده 150-80 درجه فارنهایت تنظیم نماییم. همچنین دمای نقطه تخریب تری اتیلن گلایکول حدود 206 درجه سانتی گراد است، در صورتی که برای دی اتیلن گلایکول این نقطه حدود 164 درجه سانتی گراد است و نیز در دمای بیشتر از 21 درجه سانتی گراد به اندازه تترا اتیلن گلایکول ویسکوز نمیباشد.
به منظور کاهش مقدار آب موجود در گازها توسط گلایکولها عمدتاً از سه روش مرسوم به شرح زیر استفاده میشود:
سیستم نم زدایی با گلایکول که در این سیستمها عمدتاً از برج تماس تری اتیلن گلایکول با خلوص بیش از 99% استفاده میشود و دمای بهره برداری گاز به طور متوسط در حد 20 تا 40 درجه سانتی گراد قرار دارد.
سیستمهای تبرید با تزریق مونو اتیلن گلایکول (در بعضی موارد دی اتیلن گلایکول) که در چیلرها، گاز سرد شده (تا حدود 20- تا 40- درجه سانتی گراد) و آب و هیدروکربورها از آن جدا میشود، در این سیستمها با ویژگیهای عملیاتی خاص خود گلایکول به عنوان ضد یخ عمل نموده و از بروز هیدرات در چیلرها و سایر تأسیسات تبرید شده ممانعت به عمل میآورد. بدیهی است که با سرد شدن گازهای غنی طبیعی، میعانات گازی و بخار آب موجود در گاز، آب آن توسط گلایکول جذب و از سیستم خارج میشود. گلایکولهای مورد استفاده در این سیستمها در جهت ممانعت از کریستالیزه شدن آنها معمولاً در محدوده غلظتی بین 60% تا 85% مورد استفاده قرار میگیرند.
در مواردی خاص که احتمال بروز هیدرات در شیرهای کنترل، تأسیسات تقلیل فشار گاز و سایر نقاط مشخص از سیستمهای عملیاتی وجود دارد میتوان با تزریق مقادیر حساب شده از انواع گلایکولها، ترجیحاً مونو اتیلن گلایکول و دی اتیلن گلایکول و یا متانول با غلظتهای ورودی معینی از خطر تشکیل هیدرات در تأسیسات مورد نظر جلوگیری به عمل آورد.
1-3-2- جذب آب توسط مواد جامد جاذب رطوبت
جذب مولکولی آب و هیدروکربور به دو طریق ممکن است انجام شود. یکی جذب بوسیله واکنشهای شیمیایی بین ماده جذب شدنی

مطلب مرتبط :   منابع و ماخذ پایان نامهجریان، الیاف، مایع

دیدگاهتان را بنویسید