پایان نامه با کلمات کلیدی جمع آوری اطلاعات، آلودگی محیط زیست، عملیات پالایش، توجیه اقتصادی

دانلود پایان نامه

خرابی باعث افزایش مصرف گاز پرج کننده می شوند. با تعویض یا اصلاح سیستم، مقدار 0.05 میلیون فوت مکعب گاز در روز به ازای هر مشعل صرفه جویی خواهد شد[46].

6) اصلاح شبکه فلر پالایشگاه و تعدا فلرهای در حال استفاده: بسیاری از پالایشگاه ها دارای چندین سیستم فلر بوده و برخی از واحدهای فرآیندی نیز سیستم فلر اختصاصی دارند . علت این امر جلوگیری از اختلاط جریان گازهای اسیدی از سایر جریانات گازی در مسیر انتقال به فلر می باشد. این کار همچنین سبب می گردد هزینه های سرمایه گذاری و پیچیدگی های تکنولوژیکی جهت بازیافت سایر جریان های گاز فلر در یک واحد بسیار کاهش بیابد. فلر مربوط به گازهای اسیدی به مشعل های خاصی مجهز گردیده تا راندمان احتراق در آنها بالاترین حد ممکن باشد. از طرف دیگر، جهت بهینه سازی تعداد فلرهای در حال استفاده در بعضی از واحدها، فلرهای زیادی در یک زمان نصب می گردند. مطالعات نشان داده که بهینه سازی تعداد مشعل های موجود موجب صرفه جویی 22 میلیون فوت مکعب گاز در روز خواهد شد[47].

2-2-4- روش های بازیابی گازهای ارسالی به فلر
هنگامی که اجرای راهکارهای کاهش گازهای ارسالی به فلر در فرآیندها با مشکلاتی نظیر عدم دارا بودن توجیه اقتصادی مناسب یا بالا بردن مخاطرات سیستم و یا محدودیت اجرایی از لحاظ عملیاتی مواجه می گردد، استفاده از روش های بازیابی گازهای فلر پیشنهاد می گردد. در این روش ها با نصب تجهیزاتی در مسیر انتقال گازها به فلر، می توان از آنها برای اهداف دیگری از جمله تبدیل به محصولات مفید قابل استفاده، تبدیل به LNG یا CNG ، تولید الکتریسیته، تزریق مجدد گاز، تصفیه و انتقال به نقاط مصرف استفاده نمود. برای انتخاب و بکارگیری تجهیزات بازیافت مناسب باید در ابتدا دو فعالیت ذیل انجام گیرد:
1) شناخت کامل ماهیت گازهای ارسالی به فلر: از آنجا که طراحی سیستم بازیافت تابعی از شرایط بازیافت گازهای فلر می باشد، لذا شناخت کامل ماهیت گازهای فلر اولین گام در بکارگیری تجهیزات بازیافت می باشد. دبی، آنالیز گاز و فشار خط فلر مهمترین متغییرهای عملیاتی در طراحی سیستم بازیافت محسوب می گردند. متغییرهای مذکور در خط انتقال گاز فلر به صورت مداوم در حال تغییر بوده لذا نحوه جمع آوری اطلاعات در خطوط فلر نیاز به تجربه کافی دارد. در بخش های بعدی موضوع جمع آوری اطلاعات به طور کامل تشریح خواهد گردید.
2) شناخت کامل فرآیند در کارخانه: بهترین و اقتصادی ترین کاربرد از گازهای فلر بازیافت شده در هر کارخانه ای، بکارگیری آنها در همان کارخانه می باشد. گازهای بازیافتی می تواند به عنوان سوخت یا به عنوان خوراک در کارخانه بکار گرفته شود. از این رو شناسایی کامل جریان های سوختی و خوراک کارخانه مخصوصا از نظر دبی و آنالیز می تواند عامل تعیین کننده ای در انتخاب نوع و مقیاس دستگاه بازیافت گازهای فلر باشد.

بازیابی گازهای فلر از سه نوع روش کلی ذیل قابل انجام است.
فیزیکی: در این روش گازهای فلر به وسیله تجهیزات خاصی خالص سازی و در صورت نیاز متراکم شده تا به عنوان سوخت یا خوراک واحدهای فرآیندی قابل استفاده قرار گیرد.
شیمیایی: عبارت است از انجام واکنش در محیط کاتالیست به منظور تبدیل گازهای فلر به مواد صنعتی قابل استعمال .
بیولوژیکی: جزو جدیدترین روش های بازیابی می باشد و طی آن با استفاده از باکتری و انجام واکنش های تجزیه ای در برج ها، گاز را به عوامل تشکیل دهنده آن تجزیه می کنند. این روش به شدت در جهت جلوگیری از آلودگی محیط زیست موثر می باشد.
از آنجایی که بازیابی گازهای فلر به روش فیزیکی در مقایسه با دو روش دیگر آسانتر و از طرفی نمونه های صنعتی مشابه آن نیز در سطح جهان موجود می باشند، در این بخش تلاش خواهد شد این روش بازیابی به تفصیل تشریح گردد.

2-2-5- اصول اولیه بازیابی گازهای فلر
فرآیندها به طور کلی در دو حالت تولید کننده گازهای فلر هستند:
حالت عملکرد عادی
شرایط اضطراری
سیستم بازیابی گازهای فلر اصولا بر اساس عملکرد عادی فرآیندها طراحی می گردد. در این حالت دبی و آنالیز گازهای فلر نوسانات محسوسی داشته که قابل تحلیل است. تحلیل مذکور اساس طراحی سیستم بازیابی را فراهم خواهد نمود.
به دلیل وجود شرایط اضطراری در کارخانه که ممکن است منجر به افزایش دبی گازهای ارسالی به فلر و بروز خطرات احتمالی گردد، سیستم بازیابی فلر از نظر کنترلی باید به گونه ای طراحی گردد که در دو حالت عملیاتی متفاوت عمل نماید.
عملیات بازیابی نرمال
عملیات تخلیه فلر در شرایط اضطراری
لذا فلسفه کنترل به نحوی است که در عملیات بازیابی نرمال، شیر موجود بر روی خط انتقال گازها به فلر ( FOV )کاملا بسته باشد. همچنین یک صفحه پاره شونده به صورت موازی با این شیر نصب می گردد تا در صورت افزایش فشار خط فلر در شرایط اضطراری و باز نشدن شیر FOV، گازها را به سمت فلر هدایت نماید.

2-2-6- فرآیند بازیافت گاز فلر FGR
بازیافت گازهای هدر رفته از عملیات پالایش می تواند جذاب ترین مبحث از نظر بازیافت انرژی باشد. بازیافت گازهای هیدروکربنی که به سیستم فلر فرستاده می شود، می تواند واحدی ارزشمند در یک واحد فرآیندی باشد. استفاده از گاز بازیافت شده برای تامین سوخت کوره ها و تولید کننده های بخار، نیاز به سوخت را کم کرده، در نتیجه راندمان کلی پالایشگاه را افزایش می دهد. از مزایای دیگر این طرح کاهش آلاینده های مشعل و افزایش عمر نوک مشعل می باشد.
شکل 9
شمای کلی از یک نمونه واحد بازیافت گازهای فلر را نشان می دهد. مطابق شکل گازهای فلر قبل و بعد از آب بند مایع از یک مخزن ضربه گیر جهت جداسازی مایعات همراه عبور داده می شود. سپس گاز فیلتر شده از طریق یک شیر کنترل اتوماتیک به ورودی کمپرسور فرستاده می شود. گاز فوق در کمپرسور متراکم شده و پس از خنک شدن در کولر آبی و عبور از جدا کننده فاز مایع به سیستم سوخت گازی واحد فرستاده می شود. کنترل جریان گاز کمپرسور، از طریق کنترل جریان نشتی برگشتی بوسیله یک کنترل کننده فشار که در ورودی کمپرسور نصب شده است، صورت می گیرد. به این طریق تغییرات فشار ورودی کمپرسور ناشی از تخلیه غیر منظم گاز به فلر صورت کاهش می یابد.
گازهای متراکم شده به درون یک جداکننده سه فازی هدایت می شود. گاز ترش خروجی از جداکننده جهت سولفورزدایی به واحد جذب H2S با آمین فرستاده شده و سپس به سیستم سوخت واحد تزریق می شود. آب ترش به واحد تصفیه فرستاده شده و هیدروکربن های مایع شده نیز به ظرف جمع آوری خاصی منتقل می گردد. اینگونه واحدها را می توان به صورت مجزا و یا در داخل محدوده یک واحد دیگر نصب نمود که در مورد دوم دسترسی به آب، برق و بخار راحت تر بوده و نیاز به لوله کشی کمتری می باشد.

شکل 9 – شمای کلی از یک نمونه واحد بازیافت گازهای فلر[13] FGRU
در سیستم بازیافت، آب بند مایع فلر علاوه بر آنکه به صورت مانعی در جهت جلوگیری از نفوذ هوا از انتهای دودکش به سایر قسمت ها عمل می کند، یک تنظیم کننده فشار برای ورودی کمپرسور نیز می باشد. در این حالت با تنظیم سطح آب در آب بند، گاز اضافه بر ظرفیت واحد بازیافت می تواند از آب بند عبور کرده و در فلر سوزانده شود.
با وجود نصب سیستم بازیافت، نیاز به گاز تخلیه برای محافظت از دودکش منتفی نمی شود. نیاز به گاز تخلیه را می توان با نصب انواع آب بند گازی در زیر نوک فلر کاهش داد. گاز تخلیه مورد استفاده می تواند از نوع گاز سوختی و یا گاز بی اثر نظیر نیتروژن باشد. برای افزایش ایمنی سیستم فلر و جلوگیری از ایجاد خلاء درون آن و در نتیجه عدم نفوذ هوا، یک سیستم کنترل و هشدار دهنده بر روی کمپرسور تعبیه می شود تا قبل از خلاء شدن سیستم اقدام به خاموش کردن کمپرسور نماید.
کمپرسورهای با رینگ مایع
مهمترین بخش از سیستم های بازیابی گاز فلر متداول، کمپرسور می باشد. کمپرسور مورد استفاده در این واحد عمدتا از نوع مارپیچی یا کمپرسور با رینگ مایع و در مواردی نیز از نوع رفت و برگشتی چندمرحله ای می باشد. بررسی ها نشان می دهند که از میان انواع کمپرسورها، کمپرسور با رینگ مایع مناسب ترین نوع برای بازیابی گازهای فلر می باشد. علت آن است که ترکیبات گازهای فلر نسبت به حرارت حساس بوده و امکان انفجار در اثر اصطکاک وجود دارد. کمپرسورهای با رینگ مایع با شرایط کارکرد دما ثابت، ایمن ترین تجهیزات جهت فشرده سازی گازها می باشد. هزینه تعمیر و نگهداری پائین و نداشتن مشکلات عملیاتی در هنگام استفاده نیز از جمله عواملی است که این نوع کمپرسور را نسبت به انواع دیگر آن ارجحیت بخشیده است. این نوع کمپرسور اغلب بر اساس استاندارد API 681 طراحی می شوند و در انواع تک مرحله ای )با فشار خروجی در حدود 5.5بار ( و دو مرحله ای )با فشار خروجی در حدود 14 بار) موجود می باشد.
اساس عملکرد کمپرسور با رینگ مایع مطابق شکل 10 می باشد، روتور در مرکز قسمت بیضی شکل قرار داده شده است. در فرآیند چرخش، که هیچ تماس فلز با فلز وجود ندارد، رینگی از مایع تشکیل می گردد که همراه روتور حجم بیضی شکل را طی می نماید. در دو نقطه ای که فاصله محور روتور با حجم بیضی شکل به حداقل ممکن می رسد (A) مکش ایجاد شده و گاز به فضاهای خالی حجم بیضی شکل وارد می شود و آن را کاملا پر می نماید. این فضاهای خالی از طریق یک اتصال مخروطی شکل به ورودی کمپرسور مرتبط شده است. هنگامی که عمل چرخش ادامه می یابد، مایع بر گاز فشار وارد نموده ( Discharge Port ) و در نتیجه گاز فشرده می شود. گازهای فشرده شده تحت نیروی وارده به آنها، از اتصال مخروطی شکل در خروجی کمپرسور خارج می گردند.

شکل 10 – نمایی از سیستم روتور کمپرسور با رینگ مایع[48]
مایع به صورت پیوسته به درون کمپرسور تزریق می گردد تا علاوه بر آب بندی نمودن ورودی و خروجی کمپرسور، امکان جذب حرارت نیز وجود داشته باشد )تا فرآیند به شکل دما ثابت انجام پذیرد(. این مایع، کمپرسور را به همراه گاز درون آن ترک می نماید و سپس در یک ظرف جداسازی، مایع و گاز از یکدیگر جدا می گردند.

2-3- کاربرد گازهای فلر بازیافت شده
در ادامه تعدادی از راهکارهای متداول جهت مصرف گازهای فلر بازیابی شده، ارائه می گردد.
2-3-1- کاربرد گاز فلر بازیابی شده به عنوان سوخت گازی
در بسیاری از موارد، ابتدایی ترین و کاربردی ترین راهکار استفاده از گازهای فلر بازیابی شده، مصرف آنها به عنوان سوخت در تجهیزات موجود می باشد. به طور معمول گاز فلر بازیابی شده به سیستم سوخت گازی واحد تزریق می گردد. سوخت گازی بازیابی شده را می توان مستقیما در تجهیزاتی مانند کوره ها، هیتر ها یا مشعل های فشار پائین مورد استفاده قرار داد، یا اینکه از آنها به عنوان سوخت کمکی در تجهیزاتی مانند مولدهای بخار استفاده نمود. در مواردی که سوخت مصرفی دارای محدوده مشخصی برای خواص ابتدایی می باشد و یا مقادیر بالای H2S در گازهای فلر موجود باشد، به تناسب ممکن است سوخت گازی بازیابی شده نیاز به تصفیه، شیرین سازی و یا افزایش فشار داشته باشد.
نکته بسیار م
همی که در کاربرد گاز فلر به عنوان سوخت باید مدنظر قرار گیرد این است که، قابلیت اشتعال بستگی به نسبت ترکیبات مختلف موجود در گاز دارد نه به ارزش حرارتی آن گاز که به وسیله عدد متان بیان می گردد. در واقع عدد متان فاکتور اصلی محدود کننده برای کاربرد گازهای فلر به عنوان سوخت می باشد. در شکل 11 عدد متان برای تعدادی از سوخت های متداول گازی مورد مقایسه قرار گرفته است.

شکل 11 – مقایسه پارامتر عدد متان برای سوخت های گازی متداول[49]

عدد متان، عبارت است از پارامتری که میزان مقاومت یک گاز در برابر ضربه زدن را بیان می نماید. این پارامتر مشابه عدد اکتان برای بنزین می باشد و مشخص کننده درصد نسبت حجمی متان در یک مخلوط متان – هیدروژن می باشد، که در یک موتور آزمایش و تحت شرایط کنترل شده، نشان دهنده مقاومت گاز تست شده در برابر ضربه زدن می باشد. در واقع بیان گر میزان بهسوزی و نرم سوزی سوخت گازی می باشد.
سایر خواص مهم گاز در کاربرد به عنوان

دیدگاهتان را بنویسید