پایان نامه با کلمات کلیدی ایالات متحده، گاز طبیعی، زیست محیطی، نفت و گاز

دانلود پایان نامه

تولید می کنند. میزان و نوع گازهای انتشار یافته از فلر به محیط زیست تابع راندمان احتراق و نوع گازهای ارسالی به فلر می باشد [5].
سیستم فلر بطور کلی در سه حالت مختلف از شرایط عملیاتی واحد، گازهای دریافتی را میسوزاند:
1) شرایط عادی کارخانه: در این حالت گازهای آزاد شده از برخی فرایندها به همراه گازهای تخلیه در فلر سوزانده شده و معمولاً احتراقی بدون دود، صدا و نور به دنبال دارد. محصولات احتراق در این شرایط اغلب بخار آب، دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد میباشد. در این شرایط امکان بازیافت برخی از گازها پس از فشرده سازی مجدد به عنوان سوخت وجود دارد.
2) شرایط آشفتگی واحد: این شرایط در هنگام راه اندازی یا توقف کامل کارخانه بوجود آمده و حجم گازهای ارسالی به فلر بیش از شرایط عادی میباشد.
3)شرایط اضطراری واحد: در مواقعی که حوادثی نظیر نقص فنی دستگاه یا قطع جریان برق اتفاق میافتد، مقداری از گازها به صورت ناخواسته به فلر ارسال میشود. از آنجا که در این حالت تنظیم نسبت سوخت و هوا نامناسب میباشد لذا شعله های سیاه و پر دود ایجاد می گردد. شرایط اضطراری ممکن است بدلایل مختلفی اتفاق افتد که برخی از آنها عبارتند از :[1]
تغییر در خوراک ورودی
نقص فنی تجهیزات
تعمیر و نگهداری نامناسب
اشتباهات انسانی
انحراف از رویه بهره برداری
قطع جریان برق
بهره برداری بیش از ظرفیت طراحی
اگرچه هر فرآیند شیمیایی نظیر فرایندهای پالایشگاهی و پتروشیمیایی بدلایل مختلف جهت رعایت ایمنی شاغلین و تجهیزات ملزم به استفاده از سیستم فلر می باشند اما می توان راهکارهایی را ارایه نمود تا میزان جریان ارسالی به فلر به حداقل برسد. راهکارهای دستیابی به کاهش فلرینگ در هر یک از سه قسمت اصلی سیستم فلر بصورت زیر قابل ارائه و اجرا می باشند:
1)بخش فرآیند: کاهش تولید گازهای فلر از طریق بهبود شرایط فرآیندی و جلوگیری از نشتی در تجهیزات و اتصالات
2)شبکه جمع آوری: بازیابی و استفاده مجدد از گازهای فلر تولیدی بر اساس مشخصات آن
3)سیستم فلر: اصلاح سیستم فلر شامل تجهیزات، عملکرد آنها و سیستم های کنترلی و نظارتی
در ایران، ناکافی بودن پروژه های کاهش، جمع آوری و بازیافت گازهای ارسالی به فلر، باعث سوزاندن بیهوده گاز می گردد. روش ها و راهکارهایی که تا به امروز جهت کاهش و یا بازیابی گازهای ارسالی به فلر ارائه شده عمدتا بر روی اصلاح واحدهای تولید کننده گازهای ارسالی به فلر معطوف گشته اند. اما می توان به کمک طراحی یک سیستم خاص فشرده سازی گاز، میزان فلرینگ یک واحد صنعتی نظیر یک پالایشگاه یا پتروشیمی را به طور چشمگیری کاهش داده و از این طریق گازهایی که تاکنون سوزانده می شدند را جمع آوری و سپس به عنوان خوراک واحدهای فرآیندی نظیر واحد گازمایع و یا به عنوان سوخت گازی برای سیستم هایی همچون توربین های گاز، دیگ های بخار، مبدل های بازیافت حرارتی، کوره ها، هیتر ها و یا سیستم های تولید همزمان تبدیل نمود. پیرو این فرآیند آلودگی ناشی از سوختن گازها نیز به طور محسوسی کاهش خواهد یافت.
به عنوان نمونه، هدف اصلی یک پالایشگاه، تبدیل نفت خام به محصولات مفید نظیر بنزین، دیزل،نفت سفید و غیره می باشد. این مهم از طریق فرآیندهای مختلف جداسازی و فرآیندهای تبدیل شیمیایی انجام می پذیرد. تمامی این فرآیندها بگونه ای طراحی شده اند که در شرایط مشخصی از دبی،دما، فشار و ترکیب انجام پذیر باشند. انحراف از شرایط طراحی باعث ایجاد وضعیت نامناسب در فرآیند شده تا حدی که جریانات گازی فرآیندها، به دلیل عمل نمودن شیرهای اطمینان، به سیستم فلر
پالایشگاه تخلیه می شوند.
مطابق با طرح مفهومی نشان داده شده در شکل 1، جریان های گازی از واحدهای فرآیندی مختلف از طریق سیستم سوخت گازی پالایشگاه جهت تصفیه مجدد جمع آوری می گردند، در حالیکه از طریق سیستم تراکمی بازیابی، گازهای ارسالی به فلر از واحدهای مختلف، به سیستم سوخت گازی پالایشگاه بازگردانده می شوند.

شکل 1 – طرح مفهومی کلی از بازیابی، تصفیه و استفاده مجدد از گازهای ارسالی به فلر از واحدهای مختلف یک کارخانه فرآیندی مانند پالایشگاه، جهت مصارف گوناگون موجود در واحدها
هنگامی که پالایشگاه در تعادل ایده آل باشد، گازهای فرآیندی واحدهای مختلف بوسیله هدر سیستم سوخت گازی پالایشگاه جمع آوری شده و تصفیه می گردند، و سپس جهت استفاده به عنوان سوخت مجددا به فرآیندها بازگردانده می شوند، همانگونه که بوسیله قسمت های تیره در شکل 1 نشان داده شده است گازها تنها زمانی به هدر گازهای فلر ارسال می شوند که سیستم سوخت گازی نتواند آنها را مستقیما دریافت نماید، و این گازها تنها زمانی در فلرها سوزانده خواهند شد که سیستم بازیابی گاز فلر و سیستم سوخت گازی نتوانند این گازها را بازیابی، تصفیه و استفاده مجدد نمایند.
حالت ایده آل آنست که هیچ گونه فلری در پالایشگاه وجود نداشته باشد زیرا باعث اتلاف هیدروکربن ها و گازهایی می گردد که ارزش اقتصادی بالایی دارند. اما واقعیت آن است که نصب تجهیزات بازیاقت در شرایطی که حجم گازهای ارسالی به فلر مقدار قابل توجهی می گردد )شرایط اضطراری( و همچنین نوسانات بسیار زیاد ترکیب و دبی جریان گازهای ارسالی به فلر، بسیار دشوار می باشد.

1-3- جغرافیا و گستردگی فلرینگ گاز در سطح جهان
امروزه فلرینگ گازهای همراه در تولید، و فلرینگ گازهای زائد در صنایع بالادستی نفت و گاز، یکی از چالش براانگی
ز ترین مسائل انرژی و زیست محیطی پیش روی جهان می باشد [6]. در کشور عزیزمان ایران نیز، همه ساله مقادیر قابل توجهی از گاز استحصالی مخازن نفت و گاز کشور سوزانده می شود که علاوه بر آلودگی محیط زیست، باعث از بین رفتن این سرمایه ملی می شود.
طبق آمار ارائه شده توسط بانک جهانی [7]، سالانه بیش از 121 میلیارد متر مکعب گاز در فلرهای موجود در سطح جهان سوزانده میشود که معرف اتلاف عظیمی از منابع طبیعی معادل با:
مصرف یک سال گاز ایالات متحده در بخش مسکونی
%5از کل تولید جهانی گاز طبیعی
%23از مصرف گاز طبیعی ایالات متحده
%30از مصرف گاز اتحادیه اروپا
2/4میلیون بشکه معادل نفت خام در روز
می باشد. این میزان فلرینگ سبب تولید 411 میلیون تن انتشارات گازهای گلخانه ای معادل دی اکسید کربن می گردد که برابر است با:
انتشار آلاینده های سالانه 77 میلیون خودرو (%34ناوگان ایالات متحده(
%2از کل انتشار جهانی 〖CO〗_2 ناشی از منابع انرژی
%20از کل انتشار جهانی 〖CO〗_2 صنعت فولاد
6میلیارد دلار ارزش اعتباری کربن بر مبنای 15 دلار به ازای هر تن
تخریب زیست محیطی همراه با فلرینگ گاز تاثیر قابل توجهی بر ساکنان محلی دارد، که اغلب منجر به بروز مسائل بسیار جدی برای سلامتی افراد می گردد [6].
در مقیاس جهانی آمارهای دقیقی بر میزان گاز سوزانده شده ارائه نمی شود. نبود آمار جامع موجب شده که داده های موجود با احتیاط تفسیر شوند. با این حال بیشترین منبع آماری جامع و معتبر متعلق به بانک جهانی[7] می باشد. بر اساس آخرین مطالعات ماهواره ای انجام شده توسط مشارکت جهانی کاهش فلرینگ گاز ، به رهبری بانک جهانی بر مبنای تخمین های ماهواره ای ، بیشترین مقدار فلرینگ ناشی از کشورهای روسیه، نیجریه، ایران و عراق می باشد. بانک جهانی برآورد کرده است که چهار کشور: روسیه(26.2%), نیجریه(11.3%), ایران(8.4%)و عراق(6.8%) مسبب نیمی از فلرینگ کل جهان می باشند.
تخمین های ماهواره ای نشان داده اند که فلرینگ گاز دارای پیک 162 میلیارد مترمکعب در سال2005 بوده و در سال 2010 به میزان 134.1 کاهش یافته است. این بررسی، که بوسیله GGFR حمایت و تامین شده است، توسط دانشمندان در مرکز ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده انجام شده است.این کاهش فلرینگ گاز، با کاهشی در انتشار 〖CO〗_2در حدود 85میلیون تن، بین سال های 2005 تا 2010همراه بوده است. این نتایج، با وجود رشد 5 درصدی تولید نفت خام در این دوره، قطعا دارای روندی مثبت هستند. اما با این وجود همچنان مقادیر زیادی گاز در نقاط مختلف جهان اتلاف می شود.
بر اساس اطلاعات بانک جهانی در سال 2005، کل گازهای گلخانه ای تولید شده توسط فلرها در دنیا213 میلیون تن بوده و ایران با 28.1 میلیون تن و سهم 13.2 در رتبه ی دوم دنیا بعد از نیجریه قرار دارد که این مقدار معادل چهارده بیلیون مترمکعب گاز طبیعی به ارزش ده میلیارد دلار می باشد.در حالیکه این مقدار گاز می تواند برای اهداف دیگری از جمله تولید انرژی مورد استفاده قرار گیرد [9].
با توجه به تصاویر ماهواره ای ارائه شده در شکل 2، فلرینگ و رهاسازی گاز طبیعی در بخش های خاصی از جهان متمرکز شده اند، که دو سوم از کل انتشارات ناشی از فلرینگ در آفریقا، خاورمیانه، واتحاد جماهیر شوروی سابق اتفاق می افتد[10]. این درحالی است که ایالات متحده سالانه حدود 0.4از تولیدش را فلر می کند و در اروپا میزان فلرینگ تنها 3 درصد میزان کل فلرینگ است.

شکل 2 – تصویر ماهواره ای از فلرینگ در نقاط مختلف جهان در سال[11] 2009

شکل- 3 تصویر ماهواره ای از فلرهای موجود در ایران در سال[11] 2008

وضعیت گازهای سوزانده شده در مناطق تولید نفت خام در ایران به شرح مندرج در جدول 1 می باشد:
جدول 1 – گاز سوزانده شده در شرکت های عملیاتی نفت )میلیون متر مکعب در روز(
نوع گاز
سال
86
87
88
درصد تغییرات

شرکت های عملیاتی

گاز غنی
شرکت ملی مناطق نفت خیز
14.13
13.89
15.38
10.73

شرکت نفت مناطق مرکزی
3.34
4.15
3.81
8.19-

شرکت نفت فلات قاره ایران
19.53
18.62
18.54
0.43-

شرکت بهره برداری نفت و گاز اروندان
2.54
3.66
3.83
4.64
جمع )میلیون متر مکعب در روز(
39.53
40.32
41.56
3.08
مقدار ارزش افزوده هدر رفته )دلار در روز(
9170960
9354240
9641920
3.08
جمع )میلیون بشکه معادل نفت خام در سال(
101.86
104.19
107.39
3.08
* اختلاف در جمع در اثر گرد کردن اعداد است.
چنان که در جدول فوق مشاهده می گردد، بیشترین مقدار گاز سوزانده شده در سال های اخیر مربوط به گازهای همراه شرکت ملی مناطق دریایی و پس از آن شرکت ملی مناطق نفت خیز می باشد که به علت پراکندگی محل تولید و مقدار کم، از نظر اقتصادی امکان جمع آوری کلیه آنها تاکنون میسر نگردیده است. با توجه به حجم بالای گازها، ارزش افزوده از دست رفته، حدود 9 میلیون دلار می باشد.
در سال های اخیر مقدار تولید نفت خام کاهش پیدا کرده و میزان گازهای سوزانده شده نیز افزایش یافته است. لازم به ذکر است در سال های اخیر برای جمع آوری گازهای همراه در مناطق خشکی و دریا اقدامات بسیار موثری انجام شده است که بیشتر آنها در حال ساخت هستند [12].

1-4- ضرورت کاهش و بازیابی گاز فلر
با توجه به آمار و اطلاعات ارائه شده، عمده ترین راه اتلاف انرژی در پالایشگاه های موجود در کشور و به طور کلی تمامی مراکز دارای سیستم های فلرینگ جهت سوختن گازها و مایعات زائد، قابل اشتعال و سمی تخلیه شده، سیستم
فلرینگ بوده و عمدتا بیشترین میزان آلاینده های زیست محیطی نظیر گازهای گلخانه ای نیز از همین سیستم متصاعد می گردد. لذا توجه به بهینه سازی عملکرد و اصلاح این بخش از اهمیت بسزایی برخوردار می باشد.
امروزه در سطح دنیا دیگر مسئله فلرینگ گاز، فقدان راه حل و فناوری های مناسب جهت کاهش و بازیابی نمی باشد. کاهش فلرینگ گاز می تواند از طریق فناوری های مختلف امروزی حل گردد. با توجه به منطقه مورد نظر، تولید برق، تزریق مجدد گاز به منظور ازدیاد برداشت نفت، جمع آوری و بازگرداندن به فرآیند، توسعه خطوط انتقال، تولید گاز مایع طبیعی ( LNG ) یا LPG و راه حل های مختلف توزیع انرژی می توانند بکار برده شوند. اصلاحات سیاستی مورد نیاز در برخورد با مسئله فلرینگ گاز نیز تا حد زیادی درک گردیده است. با این حال، مسائل عمیق تری در رابطه با توسعه زیرساخت ها و طراحی بازارهای عرضه، مانع پیشرفت در مناطقی که در آنجا فلرینگ گاز شایع است می گردد.
به وضوح مشخص است که مرحله بعدی مواجهه با

دیدگاهتان را بنویسید