دانلود تحقیق در مورد گاز طبیعی و شاخه های اصلی این صنعت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:84

فهرست مطالب

گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت

 چگالی نسبی گاز طبیعی

روشهای ژئوفیزیکی

روشهای ژئوشیمیایی

لوله گذاری

تولید

تکمیل چاه :

حفاری چرخشی

تاریخچه لوله پلی اتیلن

علل استفاده از فشار 4 بار در شبکه هاب پلی اتیلن :

ابعاد نوار از جدول صفحه بعد می‌کند

درجه حرارت جوش

مراحل اجرایی جوش بوشنی

حرارت جوش زینی

زمان جوش زینی

مراحل جوش برقی برای اتصالات زینی و بوشنی (ساکت

اتصالات مکانیکی :

اتصالات مکانیکی شامل :

اتصالات قابل چروک حرارتی :

اتصالات خم‌دار زانوها :

نحوه استفاده از اتصالات رابط

انشعاب گیری از لوله های اصلی

شرایط خاک زمین

شرایط عمومی :

1-5 آمادگی و بازدید کلی

جابجایی کردن :

CHARACTERISTICS

اثر گرما روی خصوصیات مکانیکی :

خواص حرارتی گرمایی THERMAL PROPERTIES :

برقرار کردن جریان گاز

سوراخ کردن خط لولة اصلی

مسدود کردن مسیر جریان گاز از بالا

برداشتن ماشین دریل

نتیجه بحث تعمیرات:

4-  قطع گاز مسیر خط

ـ دفن لوله مطابق ضوابط

                                                  شکل1- لوله پلی اتیلن

گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت

گاز طبیعی :

گاز  طبیعی عمدتا از متان CH4 تشکیل شدهاست ولی هیدروکربن های اتان ( C2H6)   ، (پروپان  ( C3 (H8) و حتی بوتان (C4H10)  نیز می توانند  در گاز طبیعی  وجودداشته باشند . گاز طبیعی همچنین شامل هیدروژن  ، نیتروژن  ، کربن دیوکسید  وهلیم به مقدار کم است .

مقدار هلیم در گاز طبیعی می تواند تا 3 درصد حجم مولی برسد .گاز هلیم دارای ارزش تجارتی فراوانی است گاز طبیعی  به طور کلی می تواند  به صورت  های زیر در یک مخزن یافت شود .

گاز آزاد : در این حالت گاز به صورت آزاد وجدا از نفت در قسمت های بالای نفت وجوددارد .

                                                          شکل 2-ساختار پلی اتیلن

گاز حل شده در نفت : دراین حالت گاز در نفت حل شده است میزان گاز حل شده در نفت بیشتر به شرابط فیزیکی مخصوصا فشار ودما بستگی داردو پس از استخراج نفت در سطح زمین به علت کاهش فشار گاز حل شده در آن توسط یک جدا ساز جدا می شود .مقدار گاز حل شده می تواند از چند فوت مکعب تا چندین هزار فوت مکعب ( در شرایط استاندارد ) در هر بشکه  نفت تغییر کند .مخزن گاز خالص : در طبیعت مخازنی یافت می شوند که دارای نفت نیستند  و فقط شامل گاز تنها می باشند .دما و فشاری که اولین ذرات گاز از نفت خارج می شود را نقطه حباب می نامند . دما در یک مخزن تقریبا ثابت است ولی با تولید نفت فشار مخزن کم می شود .فشار نقطه حباب را گاهی فشار سیر شده نیز می گویند .اگر فشار مخزن از فشار سیر شده بیشتر باشد نفت گاز بیشتری  را در خودنگه میدارد .مقدار فشار سیر شده می تواند  از فشار مخزن تا فشار یک اتمسفر تغییر کند .گاز حل شده در آب : در شرایط مخازن و فشارهای حوالی psi 5000 حدود 20 فوت مکعب گاز در یک بشکه آب میتواند حل شده باشد . هر گاه گاز در آب نمک دار حل شده باشد میزان انحلال پذیری آن کم  شود .روی هم رفته انحلال پذیری گاز در آب حدود 6% انحلال پذیری گاز در نفت است. در شرایط یکسانی با توجه به اینکه آب در مخزن ممکن است تا 50 درصد حجم  خالی مخزن باشد مقدار گاز حل شده در آب می تواند قابل ملاحظه باشد .گاز مایع شده :در عمق 6000 پایی مخزن ودر فشارهای خیلی بالا گاز می تواند به صورت مایع باشد وعملا از نفت قابل تشخیص نیست . یک بشکه گاز طبیعی مایع معادل 100000 بشکه گاز در شرایط استاندارد حجم است .گازمیعانی : گاز میعانی که به طور خلاصه معمولا با GC نشان داده می شود چیزی بدین نفت وگاز است که در زیر زمین به شکل مایع ولی شامل 5000 تا scf/bbl 100000  گاز می باشد 1000+1m3=6/29bb1)  لیتر ) یک کیلو لیتر ) . گاز میعانی معمولا دارای درجه API بالای 45 است .

توضیح  : bbl : بشکه نفت

متان

3/72

اتان

4/14

کربن دیوکسید

5/0

نیتروژن

8/12

تا خالصیهای باقی مانده شبیه هیدروژن  سولفید ، نیتروژن  و یا کربن دیوکسید ارزش گاز طبیعی را کاهش می دهند .

 عقیده عمومی بر این است که نفت ( petroleum )  شامل نفت خام وگاز طبیعی در اثر تجزیه بقایای لاشه ها واجساد گیاهان وجانوران ته نشین شده در رسوبات دریایی یا سایر رسوبات آبی توسط باکتریها طی میلیونها سال پیش منشاء یافته است .تبدیل این مواد به نفت وگاز در اثر شرایط خاص اعماق زمین وفشار و گرمای آن  وبه تدریج صورت گرفته است .فرض می شود که پس از تشکیل نفت وگاز با کمک نیروهای طبیعی از  درون خلل وفرج لایه های زیر زمین مهاجرت کرده اند ونهایتا این حرکت با تغییر شکل وخصوصیات یک صخره و یا شکل طبقات آن متوقف گشته است .

شکل 3- ساختار کریستالی

واحد اندازه گیری گاز طبیعی

معمولا  مقدار گاز طبیعی را بر اساس حجم آن در شرایط استاندارد بیان می کنند .

شرایط استاندارد دمای ( 15/5 C) 60F و فشار یک اتمسفر است . در بعضی موارد از دمای c20 یا F68 برای شرایط استاندارد استفاده می شود . در این جزوه از دمای 60F  برای تعریف استاندارد استفاده شده است . حجم یک فوت گاز در شرایط استاندارد با scf نشان داده میشود هر 1000 فوت مکعب را با حرف M نشان می دهند به عنوان مثال 150000Ft3= 150 Mcf است .گاهی مقدار گاز طبیعی را بر اساس مقدار نفت خام بر حسب تن که می تواند همان میزان انرژی گرمایی را تولید کند بیان می کنند . به طور تقریبی 100 متر مکعب گاز طبیعی معادل 824/0تن نفت خام ارزش گرمایی دارد .

 چگالی نسبی گاز طبیعی

 چگالی گاز ها بر خلاف  چگالی مایعات که با چگالی آب مقایسه می شود ، باچگالی هوا مقایسه می گردد .اگر چگالی نسبی گاز با نشان داده  شود .

   

در رابطه بالا گاز  چگالی گاز و هوا  چگالی هوا در شرایط یکسان است .هر گاه  از رابطه گاز ایده آل استفاده شود مقدار  برابر نسبت وزن مولکولی گاز به وزن ملکولی هواست به عنوان نمونه آنالیز یک گاز طبیعی در زیر نشان داده شده است .

جزء

درصد حجمی ( درصد مولی )

متان

3/72

اتان

4/14

کربن دیوکسید

5/0

نیتروژن

8/12

 ناخالصیهای باقی مانده شبیه هیدروژن  سولفید ، نیتروژن  و یا کربن دیوکسید ارزش گاز طبیعی را کاهش می دهند .

عقیده عمومی بر این است که نفت ( petroleum ) شامل نفت خام وگاز طبیعی در اثر تجزیه بقایا

دانلود تحقیق در مورد گاز طبیعی و شاخه های اصلی این صنعت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:84

فهرست مطالب

گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت

 چگالی نسبی گاز طبیعی

روشهای ژئوفیزیکی

روشهای ژئوشیمیایی

لوله گذاری

تولید

تکمیل چاه :

حفاری چرخشی

تاریخچه لوله پلی اتیلن

علل استفاده از فشار 4 بار در شبکه هاب پلی اتیلن :

ابعاد نوار از جدول صفحه بعد می‌کند

درجه حرارت جوش

مراحل اجرایی جوش بوشنی

حرارت جوش زینی

زمان جوش زینی

مراحل جوش برقی برای اتصالات زینی و بوشنی (ساکت

اتصالات مکانیکی :

اتصالات مکانیکی شامل :

اتصالات قابل چروک حرارتی :

اتصالات خم‌دار زانوها :

نحوه استفاده از اتصالات رابط

انشعاب گیری از لوله های اصلی

شرایط خاک زمین

شرایط عمومی :

1-5 آمادگی و بازدید کلی

جابجایی کردن :

CHARACTERISTICS

اثر گرما روی خصوصیات مکانیکی :

خواص حرارتی گرمایی THERMAL PROPERTIES :

برقرار کردن جریان گاز

سوراخ کردن خط لولة اصلی

مسدود کردن مسیر جریان گاز از بالا

برداشتن ماشین دریل

نتیجه بحث تعمیرات:

4-  قطع گاز مسیر خط

ـ دفن لوله مطابق ضوابط

                                                  شکل1- لوله پلی اتیلن

گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت

گاز طبیعی :

گاز  طبیعی عمدتا از متان CH4 تشکیل شدهاست ولی هیدروکربن های اتان ( C2H6)   ، (پروپان  ( C3 (H8) و حتی بوتان (C4H10)  نیز می توانند  در گاز طبیعی  وجودداشته باشند . گاز طبیعی همچنین شامل هیدروژن  ، نیتروژن  ، کربن دیوکسید  وهلیم به مقدار کم است .

مقدار هلیم در گاز طبیعی می تواند تا 3 درصد حجم مولی برسد .گاز هلیم دارای ارزش تجارتی فراوانی است گاز طبیعی  به طور کلی می تواند  به صورت  های زیر در یک مخزن یافت شود .

گاز آزاد : در این حالت گاز به صورت آزاد وجدا از نفت در قسمت های بالای نفت وجوددارد .

                                                          شکل 2-ساختار پلی اتیلن

گاز حل شده در نفت : دراین حالت گاز در نفت حل شده است میزان گاز حل شده در نفت بیشتر به شرابط فیزیکی مخصوصا فشار ودما بستگی داردو پس از استخراج نفت در سطح زمین به علت کاهش فشار گاز حل شده در آن توسط یک جدا ساز جدا می شود .مقدار گاز حل شده می تواند از چند فوت مکعب تا چندین هزار فوت مکعب ( در شرایط استاندارد ) در هر بشکه  نفت تغییر کند .مخزن گاز خالص : در طبیعت مخازنی یافت می شوند که دارای نفت نیستند  و فقط شامل گاز تنها می باشند .دما و فشاری که اولین ذرات گاز از نفت خارج می شود را نقطه حباب می نامند . دما در یک مخزن تقریبا ثابت است ولی با تولید نفت فشار مخزن کم می شود .فشار نقطه حباب را گاهی فشار سیر شده نیز می گویند .اگر فشار مخزن از فشار سیر شده بیشتر باشد نفت گاز بیشتری  را در خودنگه میدارد .مقدار فشار سیر شده می تواند  از فشار مخزن تا فشار یک اتمسفر تغییر کند .گاز حل شده در آب : در شرایط مخازن و فشارهای حوالی psi 5000 حدود 20 فوت مکعب گاز در یک بشکه آب میتواند حل شده باشد . هر گاه گاز در آب نمک دار حل شده باشد میزان انحلال پذیری آن کم  شود .روی هم رفته انحلال پذیری گاز در آب حدود 6% انحلال پذیری گاز در نفت است. در شرایط یکسانی با توجه به اینکه آب در مخزن ممکن است تا 50 درصد حجم  خالی مخزن باشد مقدار گاز حل شده در آب می تواند قابل ملاحظه باشد .گاز مایع شده :در عمق 6000 پایی مخزن ودر فشارهای خیلی بالا گاز می تواند به صورت مایع باشد وعملا از نفت قابل تشخیص نیست . یک بشکه گاز طبیعی مایع معادل 100000 بشکه گاز در شرایط استاندارد حجم است .گازمیعانی : گاز میعانی که به طور خلاصه معمولا با GC نشان داده می شود چیزی بدین نفت وگاز است که در زیر زمین به شکل مایع ولی شامل 5000 تا scf/bbl 100000  گاز می باشد 1000+1m3=6/29bb1)  لیتر ) یک کیلو لیتر ) . گاز میعانی معمولا دارای درجه API بالای 45 است .

توضیح  : bbl : بشکه نفت

متان

3/72

اتان

4/14

کربن دیوکسید

5/0

نیتروژن

8/12

تا خالصیهای باقی مانده شبیه هیدروژن  سولفید ، نیتروژن  و یا کربن دیوکسید ارزش گاز طبیعی را کاهش می دهند .

 عقیده عمومی بر این است که نفت ( petroleum )  شامل نفت خام وگاز طبیعی در اثر تجزیه بقایای لاشه ها واجساد گیاهان وجانوران ته نشین شده در رسوبات دریایی یا سایر رسوبات آبی توسط باکتریها طی میلیونها سال پیش منشاء یافته است .تبدیل این مواد به نفت وگاز در اثر شرایط خاص اعماق زمین وفشار و گرمای آن  وبه تدریج صورت گرفته است .فرض می شود که پس از تشکیل نفت وگاز با کمک نیروهای طبیعی از  درون خلل وفرج لایه های زیر زمین مهاجرت کرده اند ونهایتا این حرکت با تغییر شکل وخصوصیات یک صخره و یا شکل طبقات آن متوقف گشته است .

شکل 3- ساختار کریستالی

واحد اندازه گیری گاز طبیعی

معمولا  مقدار گاز طبیعی را بر اساس حجم آن در شرایط استاندارد بیان می کنند .

شرایط استاندارد دمای ( 15/5 C) 60F و فشار یک اتمسفر است . در بعضی موارد از دمای c20 یا F68 برای شرایط استاندارد استفاده می شود . در این جزوه از دمای 60F  برای تعریف استاندارد استفاده شده است . حجم یک فوت گاز در شرایط استاندارد با scf نشان داده میشود هر 1000 فوت مکعب را با حرف M نشان می دهند به عنوان مثال 150000Ft3= 150 Mcf است .گاهی مقدار گاز طبیعی را بر اساس مقدار نفت خام بر حسب تن که می تواند همان میزان انرژی گرمایی را تولید کند بیان می کنند . به طور تقریبی 100 متر مکعب گاز طبیعی معادل 824/0تن نفت خام ارزش گرمایی دارد .

 چگالی نسبی گاز طبیعی

 چگالی گاز ها بر خلاف  چگالی مایعات که با چگالی آب مقایسه می شود ، باچگالی هوا مقایسه می گردد .اگر چگالی نسبی گاز با نشان داده  شود .

   

در رابطه بالا گاز  چگالی گاز و هوا  چگالی هوا در شرایط یکسان است .هر گاه  از رابطه گاز ایده آل استفاده شود مقدار  برابر نسبت وزن مولکولی گاز به وزن ملکولی هواست به عنوان نمونه آنالیز یک گاز طبیعی در زیر نشان داده شده است .

جزء

درصد حجمی ( درصد مولی )

متان

3/72

اتان

4/14

کربن دیوکسید

5/0

نیتروژن

8/12

 ناخالصیهای باقی مانده شبیه هیدروژن  سولفید ، نیتروژن  و یا کربن دیوکسید ارزش گاز طبیعی را کاهش می دهند .

عقیده عمومی بر این است که نفت ( petroleum ) شامل نفت خام وگاز طبیعی در اثر تجزیه بقایا

دانلودپایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی –شیمی فرایند - جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی –شیمی فرایند

عنوان:
جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی

در زیر به مختصری ازعناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است

۶
عنوان فهرست مطالب صفحه
چکیده......................................................................................................................................................................... 1
مقدمه.......................................................................................................................................................................... 2
فصل اول : کلیاتی در مورد گاز طبیعی....................................................................................................................... 3
1-1 عوامل مطلوبی که باعث تقاضای گاز طبیعی در آینده می شوند: .......................................................................... 4
1-2 منشأ وجود نیتروژن در گاز طبیعی:...................................................................................................................... 5
1-2-1 نیتروژنی که بصورت طبیعی وجود دارد:......................................................................................................... 5
-1-2-2 مخازنی که بعلت فرایند ازدیاد برداشت حاوی نیتروژن می باشند: ................................................................ 6
1-3 دلایل جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی: ............................................................................................................... 7
فصل دوم: مروری بر مباحث نظری............................................................................................................................ 8
9.............................................................................................:(Cryogenic Distillation) 2-1 تقطیر مادون سرد
2-1-1 پیش عملیات روی خوراک برای واحد جداسازی نیتروژن: ......................................................................... 10
15 .............................................................................:(Single Column Process) 2-1-2 فرایند یک برج تقطیره
16 ................................................................................... :NGL Recovery 2-1-2-1 جداسازی نیتروژن همراه با
2-1-2-2 فرایندی برای غلظت کم نیتروژن:............................................................................................................ 23
26 ..................................................................... :(Double Column Process) 2-1-3 فرایند با برج تقطیر جفت
28 ...............................................................................:(Three Column Process) 2-1-4 فرایند سه برج تقطیره
30 ....................................................................... :(Two Column Process) : 2-1-5 فرایند با استفاده از دو برج
31 .................................................................................................................................... :(Absorption) 2-2 جذب
31 ............................................:(Absorption with NGL Recovery) NGL 2-2-1 جذب همراه با بازیافت
34 ..................................... :(Absorption with External Solvent) 2-2-2 جذب با استفاده از حلال خارجی
39 ........................ :(Absorption without External Solvent) 2-2-3 جذب بدون استفاده از حلال خارجی
41 ....................................................................................................................... :(Adsorption) 2-3 جذب سطحی
43 ..................................................................................................................................... :(Membrane) 2-4 غشاء
فصل سوم: شبیه سازی فرایند و ارزیابی اقتصادی................................................................................................... 48
3-1 شبیه سازی فرایند:.............................................................................................................................................. 49
3-1-1 تقطیر مادون سرد: ....................................................................................................................................... 49

٧
50 .............................................................................................:US. patent no 3-1-1-1 شبیه سازی 4415345
54 ............................................................................................. :US patent no 3-1-1-2 شبیه سازی 4411677
57 ................................................................:(Brazed Aluminum) 3-1-2 مبدلهای از جنس آلومینیوم قلع اندود
3-1-3 جذب: .......................................................................................................................................................... 65
65 ............................................................................................. :US patent no -3-1-3-1 شبیه سازی 5551972
68 ................................................................................................:US patent no 3-1-3-2 شبیه سازی 5406802
3-2 ارزیابی اقتصادی: ............................................................................................................................................. 70
70 .................... (Estimating Capital and operating cost) 3-2-1 تخمین هزینه ثابت و هزینه در گردش
70 ................................................................................................. :(Operating Cost) 3-2-1-1 هزینه در گردش
71 ............................................................................................................. :(Capital Costs) 3-2-1-2 هزینه ثابت
72 ........... :(Purchases Cost Equipment Correlations) 3-2-1-3 روابط مربوط به قیمت خرید تجهیزات
72 ............................................................:(Installed Equipment Cost) 3-2-1-4 قیمت تجهیزات نصب شده
73 .................................................................................. :(Guthries Correlations)Guthrie 3-2-1-5 روابط
74 ..........................................................................:(The ASPEN Correlations)ASPEN 3-2-1-6 روابط
75 ...............................................:(Updating Cost Correlation) 3-2-1-7 روابط مربوط به روز کردن قیمتها
76 .......................................................... :(Total Capital Investment and Total Product Cost)3-2-2
77 ..................................................................................................:(Start up Cost) 3-2-2-1 هزینه شروع فرایند
77 ...........................................................................................................................:Working Capital 3-2-2-2
77 .........................................................................................................:Fixed Capital Investment 3-2-2-3
79 ................... :(Simplified Investment Model) 3-2-2-4 یک مدل ساده شده برای محاسبه سرمایه گذاری
80 ............................................................................. :(Total product Cost) 3-2-2-5 قیمت تمام شده محصول
Simplified Coat model for Total Product ) 3-2-2-6 مدل ساده برای قیمت تمام شده محصول
82 .................................................................................................................................................................... :(Cost
فصل چهارم: اطلاعات شبیه سازی و نتایج اقتصادی............................................................................................... 83
Cryogenic Distillation For low Concentration ) 4-1 تقطیر مادون سرد برای غلظت کم نیتروژن
84 ............................................................................................................................................................ (Nitrogen
4-1-1 اطلاعات شبیه سازی: ................................................................................................................................... 84
4-1-2 نتایج اقتصادی: ............................................................................................................................................. 89
4-1-2-1 مبدل حرارتی.......................................................................................................................................... 89
92 ...........................................................................................................................Gas compressors 4-1-2-2
92 ........................................................................................................................................Air Cooler 4-1-2-3
4-1-2-4 برج تقطیر............................................................................................................................................... 94
94 .............................................. :(Operating and maintenance Cost) 4-1-2-5 هزینه عملیات و نگهداری
96 ...................................................................................................:Amortized total Capithal Inv4-1-2-6
استهلاک عملیات و نگهداری): ........................................................................ 97 ) Amortized O&M4-1-2-7

٨
4-1-2-8 قیمت تمام شده محصول:....................................................................................................................... 97
101......................................... :(Single Column Cryogenic Distillation) 4-2 فرایند با برج تقطیر منفرد
4-2-1 اطلاعات شبیه سازی: ................................................................................................................................. 101
4-4-2-2 نتایج اقتصادی: ..................................................................................................................................... 104
105..................................... ؛(Operating and maintenance Costs) -4-2-2-1 هزینه عملیات و نگهداری
107.............................:( Amortized total Capital investment) 4-2-2-2 سرمایه گذاری و هزینه استهلاک
108.....................................................................: (Amortized O&M) 4-2-2-3 استهلاک عملیات و نگهداری
108.........................................................................(Total product Cost) : 4-2-2-4 قیمت تمام شده محصول
4-3 فرایند جذب بدون حلال خارجی:.................................................................................................................. 111
4-3-1 اطلاعات شبیه سازی: ................................................................................................................................. 111
4-3-2 نتایج اقتصادی: ........................................................................................................................................... 113
4-3-2-1 مبدل های حرارتی: ................................................................................................................................ 113
4-3-2-2 پمپ..................................................................................................................................................... 114
4-3-2-3 برج جذب............................................................................................................................... 114
115........................................:(Operating and maintenance Costs) 4-3-2-4 هزینه عملیات و نگهداری
117................................... :( Amortized tot.Cap: Investment) 4-3-2-5 : سرمایه گذاری و هزینه استهلاک
117..................................................................... :( Amortized O&M) 4-3-2-6 استهلاک عملیات و نگهداری
4-3-2-7 قیمت تمام شده محصول:..................................................................................................................... 118
4-4 فرایند جذب با استفاده از حلال خارجی: ....................................................................................................... 119
4-4-1 اطلاعات شبیه سازی:................................................................................................................................ 119
4-4-2 نتایج اقتصادی: ........................................................................................................................................... 121
4-4-2-1 مبدل حرارتی........................................................................................................................................ 123
4-4-2-2 پمپ: .................................................................................................................................................... 122
4-4-2-3 برج جذب و دفع:................................................................................................................................. 123
123........................................:(Operating and maintenance Costs) 4-4-2-4 هزینه عملیات و نگهداری
124......................................:( Amortized tot.Cap.Investment) 4-4-2-5 سرمایه گذاری و هزینه استهلاک
124..................................................................... :( Amortized O&M) 4-4-2-6 استهلاک عملیات و نگهداری
124..................................................................................(Total. pro.Cost) : 4-4-2-7 قیمت تمام شده محصول
4-5 خلاصه ای از ویژگیها و خصوصیات فرایندها:............................................................................................... 125
4-6 خلاصه ای از ارزیابی اقتصادی: ....................................................................................................................... 127
فصل پنجم: مقایسه و نتیجه گیری .......................................................................................................................... 130
5-1 مقایسه:............................................................................................................................................................ 131
5-2 نتیجه گیری و پیشنهادات: ............................................................................................................................... 133
مراجع لاتین: .......................................................................................................................................................... 136

١
چکیده
مسأله ای که اغلب در استخراج گاز طبیعی از مخازن زیرزم ینی با آن مواجه هست یم، ماده آلو ده کننده
نیتروژن است . نیتروژن ممکن است بطور طبیعی داخل مخازن وجود داشته باشد یا ممکن است به
وجود (EGR) یا فرایند ازد یاد برداشت گاز (EOR) ( علت فرایند ازد یاد برداشت روغن (نفت، سوخت
داشته باشد گاز طبیعی ای که مقدار قابل توجهی ن یتروژن داشته باشد قا بل فروش نیست زی را حتی
دارای حداقل ارزش حراراتی ن یز نمی باشد. در نتیجه گاز طبیعی که آلودگی نیتروژن دارد باید طی
یک سری فرایندهایی نیتروژن آن جدا شود.
در این پروژه روشهای متعدد جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی (تقطیر مادون سرد، جذب سطحی و
Cryogenic ) جذب و غشاء) مورد مطالعه قرار می گیرند. روشهای تقطیر مادون سرد و جذب
شبیه سازی می شوند و محاسبات اقتصادی برای آنها انجام می گیرد. (Distillation&Absorption
اثرات این خالص سازی بر روی ارزش حرارتی، ظرفیت خط لوله، توان مصرفی کمپرسور نیز ذکر
خواهد شد . در نهایت روش جذب به عل ت مسائل اقتصادی و پارامترهای فرایندی بعنوان بهترین
روش انتخاب می شود.

نکته: فایلی که دریافت می‌کنید جدیدترین و کامل‌ترین نسخه موجود از پروژهپایان نامه می باشد.

این فایل شامل : صفحه نخست ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که با فرمت (PDF ) در اختیار شما قرار می گیرد.

تعداد صفحات :151

دانلودپایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی –شیمی فرایند - جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی –شیمی فرایند

عنوان:
جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی

در زیر به مختصری ازعناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است

۶
عنوان فهرست مطالب صفحه
چکیده......................................................................................................................................................................... 1
مقدمه.......................................................................................................................................................................... 2
فصل اول : کلیاتی در مورد گاز طبیعی....................................................................................................................... 3
1-1 عوامل مطلوبی که باعث تقاضای گاز طبیعی در آینده می شوند: .......................................................................... 4
1-2 منشأ وجود نیتروژن در گاز طبیعی:...................................................................................................................... 5
1-2-1 نیتروژنی که بصورت طبیعی وجود دارد:......................................................................................................... 5
-1-2-2 مخازنی که بعلت فرایند ازدیاد برداشت حاوی نیتروژن می باشند: ................................................................ 6
1-3 دلایل جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی: ............................................................................................................... 7
فصل دوم: مروری بر مباحث نظری............................................................................................................................ 8
9.............................................................................................:(Cryogenic Distillation) 2-1 تقطیر مادون سرد
2-1-1 پیش عملیات روی خوراک برای واحد جداسازی نیتروژن: ......................................................................... 10
15 .............................................................................:(Single Column Process) 2-1-2 فرایند یک برج تقطیره
16 ................................................................................... :NGL Recovery 2-1-2-1 جداسازی نیتروژن همراه با
2-1-2-2 فرایندی برای غلظت کم نیتروژن:............................................................................................................ 23
26 ..................................................................... :(Double Column Process) 2-1-3 فرایند با برج تقطیر جفت
28 ...............................................................................:(Three Column Process) 2-1-4 فرایند سه برج تقطیره
30 ....................................................................... :(Two Column Process) : 2-1-5 فرایند با استفاده از دو برج
31 .................................................................................................................................... :(Absorption) 2-2 جذب
31 ............................................:(Absorption with NGL Recovery) NGL 2-2-1 جذب همراه با بازیافت
34 ..................................... :(Absorption with External Solvent) 2-2-2 جذب با استفاده از حلال خارجی
39 ........................ :(Absorption without External Solvent) 2-2-3 جذب بدون استفاده از حلال خارجی
41 ....................................................................................................................... :(Adsorption) 2-3 جذب سطحی
43 ..................................................................................................................................... :(Membrane) 2-4 غشاء
فصل سوم: شبیه سازی فرایند و ارزیابی اقتصادی................................................................................................... 48
3-1 شبیه سازی فرایند:.............................................................................................................................................. 49
3-1-1 تقطیر مادون سرد: ....................................................................................................................................... 49

٧
50 .............................................................................................:US. patent no 3-1-1-1 شبیه سازی 4415345
54 ............................................................................................. :US patent no 3-1-1-2 شبیه سازی 4411677
57 ................................................................:(Brazed Aluminum) 3-1-2 مبدلهای از جنس آلومینیوم قلع اندود
3-1-3 جذب: .......................................................................................................................................................... 65
65 ............................................................................................. :US patent no -3-1-3-1 شبیه سازی 5551972
68 ................................................................................................:US patent no 3-1-3-2 شبیه سازی 5406802
3-2 ارزیابی اقتصادی: ............................................................................................................................................. 70
70 .................... (Estimating Capital and operating cost) 3-2-1 تخمین هزینه ثابت و هزینه در گردش
70 ................................................................................................. :(Operating Cost) 3-2-1-1 هزینه در گردش
71 ............................................................................................................. :(Capital Costs) 3-2-1-2 هزینه ثابت
72 ........... :(Purchases Cost Equipment Correlations) 3-2-1-3 روابط مربوط به قیمت خرید تجهیزات
72 ............................................................:(Installed Equipment Cost) 3-2-1-4 قیمت تجهیزات نصب شده
73 .................................................................................. :(Guthries Correlations)Guthrie 3-2-1-5 روابط
74 ..........................................................................:(The ASPEN Correlations)ASPEN 3-2-1-6 روابط
75 ...............................................:(Updating Cost Correlation) 3-2-1-7 روابط مربوط به روز کردن قیمتها
76 .......................................................... :(Total Capital Investment and Total Product Cost)3-2-2
77 ..................................................................................................:(Start up Cost) 3-2-2-1 هزینه شروع فرایند
77 ...........................................................................................................................:Working Capital 3-2-2-2
77 .........................................................................................................:Fixed Capital Investment 3-2-2-3
79 ................... :(Simplified Investment Model) 3-2-2-4 یک مدل ساده شده برای محاسبه سرمایه گذاری
80 ............................................................................. :(Total product Cost) 3-2-2-5 قیمت تمام شده محصول
Simplified Coat model for Total Product ) 3-2-2-6 مدل ساده برای قیمت تمام شده محصول
82 .................................................................................................................................................................... :(Cost
فصل چهارم: اطلاعات شبیه سازی و نتایج اقتصادی............................................................................................... 83
Cryogenic Distillation For low Concentration ) 4-1 تقطیر مادون سرد برای غلظت کم نیتروژن
84 ............................................................................................................................................................ (Nitrogen
4-1-1 اطلاعات شبیه سازی: ................................................................................................................................... 84
4-1-2 نتایج اقتصادی: ............................................................................................................................................. 89
4-1-2-1 مبدل حرارتی.......................................................................................................................................... 89
92 ...........................................................................................................................Gas compressors 4-1-2-2
92 ........................................................................................................................................Air Cooler 4-1-2-3
4-1-2-4 برج تقطیر............................................................................................................................................... 94
94 .............................................. :(Operating and maintenance Cost) 4-1-2-5 هزینه عملیات و نگهداری
96 ...................................................................................................:Amortized total Capithal Inv4-1-2-6
استهلاک عملیات و نگهداری): ........................................................................ 97 ) Amortized O&M4-1-2-7

٨
4-1-2-8 قیمت تمام شده محصول:....................................................................................................................... 97
101......................................... :(Single Column Cryogenic Distillation) 4-2 فرایند با برج تقطیر منفرد
4-2-1 اطلاعات شبیه سازی: ................................................................................................................................. 101
4-4-2-2 نتایج اقتصادی: ..................................................................................................................................... 104
105..................................... ؛(Operating and maintenance Costs) -4-2-2-1 هزینه عملیات و نگهداری
107.............................:( Amortized total Capital investment) 4-2-2-2 سرمایه گذاری و هزینه استهلاک
108.....................................................................: (Amortized O&M) 4-2-2-3 استهلاک عملیات و نگهداری
108.........................................................................(Total product Cost) : 4-2-2-4 قیمت تمام شده محصول
4-3 فرایند جذب بدون حلال خارجی:.................................................................................................................. 111
4-3-1 اطلاعات شبیه سازی: ................................................................................................................................. 111
4-3-2 نتایج اقتصادی: ........................................................................................................................................... 113
4-3-2-1 مبدل های حرارتی: ................................................................................................................................ 113
4-3-2-2 پمپ..................................................................................................................................................... 114
4-3-2-3 برج جذب............................................................................................................................... 114
115........................................:(Operating and maintenance Costs) 4-3-2-4 هزینه عملیات و نگهداری
117................................... :( Amortized tot.Cap: Investment) 4-3-2-5 : سرمایه گذاری و هزینه استهلاک
117..................................................................... :( Amortized O&M) 4-3-2-6 استهلاک عملیات و نگهداری
4-3-2-7 قیمت تمام شده محصول:..................................................................................................................... 118
4-4 فرایند جذب با استفاده از حلال خارجی: ....................................................................................................... 119
4-4-1 اطلاعات شبیه سازی:................................................................................................................................ 119
4-4-2 نتایج اقتصادی: ........................................................................................................................................... 121
4-4-2-1 مبدل حرارتی........................................................................................................................................ 123
4-4-2-2 پمپ: .................................................................................................................................................... 122
4-4-2-3 برج جذب و دفع:................................................................................................................................. 123
123........................................:(Operating and maintenance Costs) 4-4-2-4 هزینه عملیات و نگهداری
124......................................:( Amortized tot.Cap.Investment) 4-4-2-5 سرمایه گذاری و هزینه استهلاک
124..................................................................... :( Amortized O&M) 4-4-2-6 استهلاک عملیات و نگهداری
124..................................................................................(Total. pro.Cost) : 4-4-2-7 قیمت تمام شده محصول
4-5 خلاصه ای از ویژگیها و خصوصیات فرایندها:............................................................................................... 125
4-6 خلاصه ای از ارزیابی اقتصادی: ....................................................................................................................... 127
فصل پنجم: مقایسه و نتیجه گیری .......................................................................................................................... 130
5-1 مقایسه:............................................................................................................................................................ 131
5-2 نتیجه گیری و پیشنهادات: ............................................................................................................................... 133
مراجع لاتین: .......................................................................................................................................................... 136

١
چکیده
مسأله ای که اغلب در استخراج گاز طبیعی از مخازن زیرزم ینی با آن مواجه هست یم، ماده آلو ده کننده
نیتروژن است . نیتروژن ممکن است بطور طبیعی داخل مخازن وجود داشته باشد یا ممکن است به
وجود (EGR) یا فرایند ازد یاد برداشت گاز (EOR) ( علت فرایند ازد یاد برداشت روغن (نفت، سوخت
داشته باشد گاز طبیعی ای که مقدار قابل توجهی ن یتروژن داشته باشد قا بل فروش نیست زی را حتی
دارای حداقل ارزش حراراتی ن یز نمی باشد. در نتیجه گاز طبیعی که آلودگی نیتروژن دارد باید طی
یک سری فرایندهایی نیتروژن آن جدا شود.
در این پروژه روشهای متعدد جداسازی نیتروژن از گاز طبیعی (تقطیر مادون سرد، جذب سطحی و
Cryogenic ) جذب و غشاء) مورد مطالعه قرار می گیرند. روشهای تقطیر مادون سرد و جذب
شبیه سازی می شوند و محاسبات اقتصادی برای آنها انجام می گیرد. (Distillation&Absorption
اثرات این خالص سازی بر روی ارزش حرارتی، ظرفیت خط لوله، توان مصرفی کمپرسور نیز ذکر
خواهد شد . در نهایت روش جذب به عل ت مسائل اقتصادی و پارامترهای فرایندی بعنوان بهترین
روش انتخاب می شود.

نکته: فایلی که دریافت می‌کنید جدیدترین و کامل‌ترین نسخه موجود از پروژهپایان نامه می باشد.

این فایل شامل : صفحه نخست ، فهرست مطالب و متن اصلی می باشد که با فرمت (PDF ) در اختیار شما قرار می گیرد.

تعداد صفحات :151

دانلود تحقیق در مورد گاز طبیعی و شاخه های اصلی این صنعت

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:84

فهرست مطالب

گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت

 چگالی نسبی گاز طبیعی

روشهای ژئوفیزیکی

روشهای ژئوشیمیایی

لوله گذاری

تولید

تکمیل چاه :

حفاری چرخشی

تاریخچه لوله پلی اتیلن

علل استفاده از فشار 4 بار در شبکه هاب پلی اتیلن :

ابعاد نوار از جدول صفحه بعد می‌کند

درجه حرارت جوش

مراحل اجرایی جوش بوشنی

حرارت جوش زینی

زمان جوش زینی

مراحل جوش برقی برای اتصالات زینی و بوشنی (ساکت

اتصالات مکانیکی :

اتصالات مکانیکی شامل :

اتصالات قابل چروک حرارتی :

اتصالات خم‌دار زانوها :

نحوه استفاده از اتصالات رابط

انشعاب گیری از لوله های اصلی

شرایط خاک زمین

شرایط عمومی :

1-5 آمادگی و بازدید کلی

جابجایی کردن :

CHARACTERISTICS

اثر گرما روی خصوصیات مکانیکی :

خواص حرارتی گرمایی THERMAL PROPERTIES :

برقرار کردن جریان گاز

سوراخ کردن خط لولة اصلی

مسدود کردن مسیر جریان گاز از بالا

برداشتن ماشین دریل

نتیجه بحث تعمیرات:

4-  قطع گاز مسیر خط

ـ دفن لوله مطابق ضوابط

                                                  شکل1- لوله پلی اتیلن

گاز طبیعی وشاخه های اصلی این صنعت

گاز طبیعی :

گاز  طبیعی عمدتا از متان CH4 تشکیل شدهاست ولی هیدروکربن های اتان ( C2H6)   ، (پروپان  ( C3 (H8) و حتی بوتان (C4H10)  نیز می توانند  در گاز طبیعی  وجودداشته باشند . گاز طبیعی همچنین شامل هیدروژن  ، نیتروژن  ، کربن دیوکسید  وهلیم به مقدار کم است .

مقدار هلیم در گاز طبیعی می تواند تا 3 درصد حجم مولی برسد .گاز هلیم دارای ارزش تجارتی فراوانی است گاز طبیعی  به طور کلی می تواند  به صورت  های زیر در یک مخزن یافت شود .

گاز آزاد : در این حالت گاز به صورت آزاد وجدا از نفت در قسمت های بالای نفت وجوددارد .

                                                          شکل 2-ساختار پلی اتیلن

گاز حل شده در نفت : دراین حالت گاز در نفت حل شده است میزان گاز حل شده در نفت بیشتر به شرابط فیزیکی مخصوصا فشار ودما بستگی داردو پس از استخراج نفت در سطح زمین به علت کاهش فشار گاز حل شده در آن توسط یک جدا ساز جدا می شود .مقدار گاز حل شده می تواند از چند فوت مکعب تا چندین هزار فوت مکعب ( در شرایط استاندارد ) در هر بشکه  نفت تغییر کند .مخزن گاز خالص : در طبیعت مخازنی یافت می شوند که دارای نفت نیستند  و فقط شامل گاز تنها می باشند .دما و فشاری که اولین ذرات گاز از نفت خارج می شود را نقطه حباب می نامند . دما در یک مخزن تقریبا ثابت است ولی با تولید نفت فشار مخزن کم می شود .فشار نقطه حباب را گاهی فشار سیر شده نیز می گویند .اگر فشار مخزن از فشار سیر شده بیشتر باشد نفت گاز بیشتری  را در خودنگه میدارد .مقدار فشار سیر شده می تواند  از فشار مخزن تا فشار یک اتمسفر تغییر کند .گاز حل شده در آب : در شرایط مخازن و فشارهای حوالی psi 5000 حدود 20 فوت مکعب گاز در یک بشکه آب میتواند حل شده باشد . هر گاه گاز در آب نمک دار حل شده باشد میزان انحلال پذیری آن کم  شود .روی هم رفته انحلال پذیری گاز در آب حدود 6% انحلال پذیری گاز در نفت است. در شرایط یکسانی با توجه به اینکه آب در مخزن ممکن است تا 50 درصد حجم  خالی مخزن باشد مقدار گاز حل شده در آب می تواند قابل ملاحظه باشد .گاز مایع شده :در عمق 6000 پایی مخزن ودر فشارهای خیلی بالا گاز می تواند به صورت مایع باشد وعملا از نفت قابل تشخیص نیست . یک بشکه گاز طبیعی مایع معادل 100000 بشکه گاز در شرایط استاندارد حجم است .گازمیعانی : گاز میعانی که به طور خلاصه معمولا با GC نشان داده می شود چیزی بدین نفت وگاز است که در زیر زمین به شکل مایع ولی شامل 5000 تا scf/bbl 100000  گاز می باشد 1000+1m3=6/29bb1)  لیتر ) یک کیلو لیتر ) . گاز میعانی معمولا دارای درجه API بالای 45 است .

توضیح  : bbl : بشکه نفت

متان

3/72

اتان

4/14

کربن دیوکسید

5/0

نیتروژن

8/12

تا خالصیهای باقی مانده شبیه هیدروژن  سولفید ، نیتروژن  و یا کربن دیوکسید ارزش گاز طبیعی را کاهش می دهند .

 عقیده عمومی بر این است که نفت ( petroleum )  شامل نفت خام وگاز طبیعی در اثر تجزیه بقایای لاشه ها واجساد گیاهان وجانوران ته نشین شده در رسوبات دریایی یا سایر رسوبات آبی توسط باکتریها طی میلیونها سال پیش منشاء یافته است .تبدیل این مواد به نفت وگاز در اثر شرایط خاص اعماق زمین وفشار و گرمای آن  وبه تدریج صورت گرفته است .فرض می شود که پس از تشکیل نفت وگاز با کمک نیروهای طبیعی از  درون خلل وفرج لایه های زیر زمین مهاجرت کرده اند ونهایتا این حرکت با تغییر شکل وخصوصیات یک صخره و یا شکل طبقات آن متوقف گشته است .

شکل 3- ساختار کریستالی

واحد اندازه گیری گاز طبیعی

معمولا  مقدار گاز طبیعی را بر اساس حجم آن در شرایط استاندارد بیان می کنند .

شرایط استاندارد دمای ( 15/5 C) 60F و فشار یک اتمسفر است . در بعضی موارد از دمای c20 یا F68 برای شرایط استاندارد استفاده می شود . در این جزوه از دمای 60F  برای تعریف استاندارد استفاده شده است . حجم یک فوت گاز در شرایط استاندارد با scf نشان داده میشود هر 1000 فوت مکعب را با حرف M نشان می دهند به عنوان مثال 150000Ft3= 150 Mcf است .گاهی مقدار گاز طبیعی را بر اساس مقدار نفت خام بر حسب تن که می تواند همان میزان انرژی گرمایی را تولید کند بیان می کنند . به طور تقریبی 100 متر مکعب گاز طبیعی معادل 824/0تن نفت خام ارزش گرمایی دارد .

 چگالی نسبی گاز طبیعی

 چگالی گاز ها بر خلاف  چگالی مایعات که با چگالی آب مقایسه می شود ، باچگالی هوا مقایسه می گردد .اگر چگالی نسبی گاز با نشان داده  شود .

   

در رابطه بالا گاز  چگالی گاز و هوا  چگالی هوا در شرایط یکسان است .هر گاه  از رابطه گاز ایده آل استفاده شود مقدار  برابر نسبت وزن مولکولی گاز به وزن ملکولی هواست به عنوان نمونه آنالیز یک گاز طبیعی در زیر نشان داده شده است .

جزء

درصد حجمی ( درصد مولی )

متان

3/72

اتان

4/14

کربن دیوکسید

5/0

نیتروژن

8/12

 ناخالصیهای باقی مانده شبیه هیدروژن  سولفید ، نیتروژن  و یا کربن دیوکسید ارزش گاز طبیعی را کاهش می دهند .

عقیده عمومی بر این است که نفت ( petroleum ) شامل نفت خام وگاز طبیعی در اثر تجزیه بقایا