تبلیغات

ابزار وبلاگ

دانشجویان مهندسی نفت دانشگاه پیام نور ارومیه - مراحل شیرین سازی گاز در پالایشگاه
دانشجویان مهندسی نفت دانشگاه پیام نور ارومیه
جهان هر کس به اندازه وسعت فکر اوست

مرتبه
تاریخ : یکشنبه 13 بهمن 1392

چاه های گازی :

فشارگازدرمخازن زیرزمینی برحسبنوع مخازن متفاوت است.گاهی این فشار تا چندین صد اتمسفرمیرسد.گاز بصورتطبیعی به جهات مختلف(حرارت-فشار -مایعات مختلف)قابل استفاده صنعتی و مصارفخانگی نمی باشد.برای اینكه گازطبیعی بصورت تجاری قابل استفاده گرددانجامیك سری عملیات شیمیایی فیزیكی از قبیل جداسازی مایعات گازی وابوناخالصیهاوپایین اوردن فشار ضروری است.



تلمبه های تزریق مواد شیمیایی:
در سر چاه یك ماده باز دارندهخوردگی تزریق میشود تا با تشكیل یك لایه فیلم مانند روی جداره لوله مانعاز اثرنا خالصیهای گاز روی لوله های داخل چاه و خطوط انتقال شود.همچنینبرای جلوگیری از یخ زدن مایعات و تشكیل جامدات و هیدرات به خطوط انتقال گلایكول- تزریق می شود....

ادامه مطالب در ادامه مطالب درج شده.




ظروف تفكیك تحت فشار :

برای هر چاه یك
مخزن افقی تحت فشار بنام جدا كننده سرچاه (wellhead gas separator ) نصب شده و مرحله اول جداسازی گاز از مایعات در این مخازن انجام میگردد.و سپس گاز این مخازن توسط خط لوله ( 48 in ) به پالایشگاه وارد می شود


واحد شیرین سازی :

اغلب گازهای طبیعی كه از میدانهای مختلف استخراج می شوند حاوی گازهای اسیدی هستند .
( H2O , CO2 ) با بخار اب همراه گاز تحت شرایطی تولید اسید می كنند .در مرحله انتقال گاز از چاه ها مقداری مواد شیمیایی به گاز تزریق می شود.
كه مانع از اثراین گازهای اسیدی بر جدار لوله ها و سایر تاسیسات می گردد.از دیگر نا خالصیهای این حوزه ها ی گازی مر كاپتانها ( RSH ) می باشند .كه می بایست جدا سازی شوند

در ادامه مسیر گاز سپس وارد برج جذب ( absorber ) تحت فشار ( 78 bar ) و دمای ( 22 c ) و با انشعاب ( 24 in ) از قسمت پایین برج وارد می شود .
واز قسمت بالای برج توسط یك لوله ( 8 in ) دی اتانول آمین به منظور جذب گازهای اسیدی ( CO2 , H2O ) روی گاز ریخته می شود و گاز را شستشو می دهد .
.این برج دارای32 سینی است كه ازجنس فولاد می باشد .آمین در جهت رو به پایین خود گاز های اسیدی را جذب میكند واز قسمت پایین برج آمین غنی شده
( rich amin) خارج می گردد.كه لزوم ورود آمین به این برج دارا بودن فشاری بیشتر ازفشار گاز ودمای كمتر است .( طبق رابطه عكس دما و فشار ) . و اما گاز شیرینپس از خروج از بالای برج جذب وارد مخزن كوچكی در مجاورت خود می گردد تااگر آمین همراه گاز خارج شده باشد در انجا ته نشین گردد و سپس گاز برایگرفتن مر كاپتانها به برج مراكس فرستاده می شود .

فرایند مراكس :

در این فرایند گاز در ( 3) مرحله با سود سوز آور و اب شستشو داده می شود.
بر ج مراكس از سه قسمت تشكیل شده است و حاوی 33 سینی از نوع
( valve tray ) می باشد.
در مرحله اول كه شامل 15 سینی ازبرج می باشد گاز با سود 10 در صد شستشوی اولیه داده میشود به این صورت كهگاز از پایین به طرف بالا در حركت است و توسط سودی كه از بالای هر طبقهبطرف پایین در حركت است شستشو داده می شود.
گاز سپس به قسمت دوم برج كه آنهمشامل 15 سینی است وارد می شود در اینجا سود 20 درصد كه مخلوط با كاتالیستمراكس می باشد توسط تلمبه از پایین مخزن سود مجاور برج گرفته و روی سینی30 ام می ریزد.با حركت گاز به طرف بالا و حركت سود ومراكس به طرف پایینگاز از تمام تركیبات گوگردی و مركاپتانها عاری شده كه این مواد در محلولباقی میمانند
قسمت سوم برج شامل 3 سینی است كههدف از از ایجاد ان حذف مواد احتمالی از گاز می باشد .در این مرحله گاز بااب توسط تلمبه ای به قسمت فو قانی برج ریخته می شود و شستشو می گردد و سوداحتمالی ان كه ممكن است با گاز خارج گردد گرفته شده ودر نهایت گاز خارجشده از این برج كاملا شیرین بوده و تنها رطوبت موجود در ان است كه می بایست انرا از گاز خارج كرد.



واحدهای احیا سود و مراكس :

سودهای مصرفی در هر طبقه برج توسطمخازنی خاص نگهداری می شوند كه برای جلوگیری از نفوذ هوا و بخارات اب قسمتبالای این دو مخزن با گاز تصفیه شده . درفشار معینی نگهداری می شود .
هدف از ایجاد واحد احیای سود تبدیل سودهای اشباع از مركاپتانها ( caustic ) به سودی كه قابل مصرف در برج مراكس است می باشد.
مركاپتانهای موجود در گاز طبیعی كاملا در محلول سود سوز اور جذب شده و طبق واكنش دو طرفه زیر تركیب می شوند

2 RSH + 2 NAOH ----------- 2 NARS + 2 H2O

پایین بودن دمای محیط واكنش و همچنین بالا بودن غلظت سود مصرفی واكنش را به سمت راست متمایل می نماید .
مركاپتانهای سدیم حاصل را می توانبا اكسیژن هوا به دی سولفایدتبدیل كرد و سود مصرفی را دوباره احیا نمود وطبق فرمول موازنه ای خواهیم داشت

( 2 NASR + ½ O2 + H2O ----- 2 NAOH + RSSR ) .
در فعل و انفعال فوق مركاپتانها به دای سولفاید تبدیل شده و هیدروژن ازاد شده با اكسیژن هوا تولید اب می نماید
( 2 RSH + ½ O2 ------------ RSSR + H2O ) .
اب حاصله غلظت سود سوز اور احیاشده را به تدریج پایین می اورد .و برای اینكه اكسید شدن فوق در مدت زمانكوتاهی انجام شود . از كاتا لیزور مراكس كه از تركیبات گروه اهن تشكیل شدهو مخخف عبارت ( oxidation mercaptan )
می باشد استفاده می شود.
عمل جذب مركاپتانها در برج تماس مراكس ( merox contactor ) كه در واحد شیرین سازی گاز قرار دارد انجام می شود .
برج تماس تماس مراكس از سه قسمت مجزا تشكیل شده است . در این مرحله بجز مركاپتانها گازهای اسیدی باقی مانده در گاز شیرین طبق فعل و انفعال زیر باسود سوزاور تركیب می شوند

( H2S + 2 NAOH ------------NA2S + 2 H2O )
CO2 + 2 NAOH ---------- CO3NA2 + H2O ) )

سولفور سدیم و كربنات سدیم حاصلهبه تدریج از بخش تحتانی برج همراه با سود سوز اور رقیق شده تخلیه می شود .و سود سوزاور تازه جایگزین ان می شود .
گاز طبیعی شیرین كه اكنون فاقد ( H2S , CO2 )است پس از عبور از بخش تحتانی وارد بخش میانی برج گشته و در این قسمت بامحلولی كه از اختلاط كاتالیزور مراكس و سود سوز اور حاصل شده درتماسمستقیم قرار می گیرد .
گاز حاصل پس از شستشو با اب در بخش فوقانی برج از ان جدا می گردد
( مركاپتانهای موجود در گاز طبیعی اكثرا مركاپتانهای سبك می باشند ).
محلول سود سوز اور بخش میانی برجپس از جذب مر كاپتانها از انتهای این بخش خارج گشته و خوراك واحد احیامراكس را تشكیل می دهد كه در مخزن
(caustic surge drum ) جمع اوری می گردد .
به محلول سود سوز اور فوق كه حاوی كاتالیزور مراكس و مر كاپتید سدیم می باشد .
پس از خروج از مخزن و گرم شدن در گرمكن ( caustic header ) مقدار لازم هوا تزریق می شود . عمل اكسیداسیون مركاپتید سدیم موجود در برج اكسید كننده
( oxidiser) انجام می شود .در این برج در حظور كاتالیزور مراكس مركاپتید سدیم موجوددر محلول سود سوزاور اكسید شده و به دای سولفاید تبدیل گشته و
سود سوز اور بصورت محلول در اب طبق فرمول زیر ازاد می شود

( 2 NASR + ½ O2 + H2O ---------- 2 NAOH + RSSR)
مخلوط دای سولفاید و سود كه ازبالای برج اكسید كننده خارج می شود پس از عبور از جدا كننده هوا و جدا شدنهوای اضافی وارد جدا كننده های دای سولفاید می شود در این مخزن دایسولفاید و محلول سود سوز اور بعلت اختلاف وزن مخصوص از یكدیگر جدا می شوندكه دای سولفاید از بالای مخزن جدا كننده خارج شده و به كوره سوزاندنسیالات زائد ارسال می شود .


واحد تنظیم نقطه شبنم :

در عملیاتی كه تا كنون انجام شده قسمت عمده مایعات و نا خالصی همراه گاز از ان جدا شده است.
ولی گاز هنوز شرایط لازم برای انتقال به لوله سراسری كه باید صد ها كیلو متر طی كرده و به دست مصرف كننده برسد را ندارد.
زیرا اندك مایع درگاز در طول راه ممكن است بهم پیوسته ویخ بزند ومانع از حركت گاز بشود .
بنابراین باز هم باید عملیاتی روی گاز كه در این مرحله( 76 bar ) فشار دارد انجام داد..
در این مرحله باید بدون پایین اوردن فشار باقی مانده بخار مایعات از گاز جدا شوند كه متداولترین طریقه امروزی سرد كردن گاز است .
گاز دز اثر مبادله حرارت با گاز پروپان مایع تا 35سرد می شود در این عملیات باقی مانده بخار مایعات در گاز مایع شده ودرظروف تفكیك از ان جدا می گردند . گاز در این مرحله كه اصطلاحا گاز خشكنامیده می شود پس از مبادله حرارت با گاز گرم ورودی به طرف كمپرسورهایفشار افزا در لوله های سراسری جریان پیدا می كند .كه این عملیات به تنظیمنقطه شبنم معروف است .
گاز شیرین پس از خروج از برج مراكس با فشار ( 76 bar ) و دمای (50 c ) وارد مبدلهای حرارتی ( مبدلهای گاز ورودی با گاز سرد خروجی ) می گردد .
كه در ابتدای ورود مبدلها مایعگلایكول برای جذب رطوبت و جلوگیری از یخ زدگی به گاز تزریق می شود كه گازپس از خروج از مبدلها با دمای ( 16 c ) وارد مخزن جدا سازی میانی شده و مقداری از اب و گلایكول از ان جدا می شوند .
گاز سپس وارد دو دستگاه سرد كننده ( cheller) می شود كه طی تماس با گاز پروپان سرمای لازم را در ان بوجود می اورند .كه در ابتدای ورود به سرد كننده ها دوباره مایع گلایكول تزریق می شود تااز یخ زدگی ذرات اب ان جلوگیری شود .
گاز سپس وارد مخزن (low temperature seperator )شده و بقیه ذرات اب و گلایكول ان خارج می شود و پس از عبور از یك صافینهایی تمام اب باقیمانده را نیز از دست می دهد و پس از عبور مجدد ازمبدلهای حرارتی یاد شده توسط كمپرسورهای فشار افزا وارد خط لوله سراسری میشود .

واحد های تبرید پروپان :

برای ایجاد سرما در وسائل خانگی وتجاری مانند یخچال و كولر و سرد كننده ها از گاز فریون و امونیاك استفادهمی شود ابتدا فشار گاز را توسط كمپر سور بالا می برند و سپس این گاز درتماس با هوا یا اب خنك می كنند كه بصورت مایع دراید . اگر این مایع رامنبسط كنند یعنی فشار انرا پایین اورند این مایع مجددا بصورت گاز در میایند و تولید سرما می كند و می تواند در سیكل بسته مجددا مورد استفادهقرار گیرد .
در صنعت بدلیل حجم زیاد گاز ازسیكل های تبرید عظیم استفاده می شود ولی اساس كار این دستگاه ها نیزتقریبا مانند شرح بالاست . كمپرسوری كه باید گاز را در
سیكل بسته بحركت در اورد توسط موتورهای برق با توربین های گازی كه گاهی تا چندین هزار اسب بخار قدرت دارند گردانده می شوند .
در پالایشگاه ولی عصر از توربین های گازی رولز ویس مدل ایو
( AVON ROOLS ROYCE) بقدرت تقریبی هر كدام 1500اسب بخار كه كمپرسورهای پروپان را بحركت میاورد استفاده شده است . مجموعا شش دستگاه كمپرسور برای این منظور نصب شدهسه دستگاه در فاز نار و سه دستگاه دیگر در فاز كنگان میباشد.
گاز پروپان كه از تصفیه مایعاتگازی در پالایشگاه تهیه شده بصورت مایع تحت فشار در ظروفی انبار می شود .گاز مایع پرو پان به سرد كننده ها در طرف پوسته فرستاده
می شود در حالیكه در لوله های اینسرد كننده ها گاز طبیعی جریان دارد . در این حالت در اثر تبخیر گاز پروپاندرجه حرارت تا 35- درجه سانتیگراد پایین اورده می شود و بدین ترتیب گازطبیعی سرمای مطلوب 30- درجه سانتیگراد را بدست
می اورد .
پس از ان فشار گاز پروپان توسطكمپرسور تا بحدود 23 بار مطلق افزایش می یابد و سپس این گاز در مبدلهایهوایی خنك شده و پروپان مایع با 58 درجه سانتیگراد بدست می اید . از ان پسپروپان مایع با مایعات حاصل از گاز طبیعی تبادل حرارت می كند و درجه حرارتان تا 38 درجه سانتیگراد پایین اورده می شود و سپس با تبخیر در فشار حدود6 بار حرارت ان به حدود 6 درجه سانتیگراد و در اخرین مرحله به 35- درجهقبل از ورود به سرد كننده ها پایین اورده می شود . در این حالت كه فشارگاز پروپان تقریبا به یك بار تقلیل پیدا كرده به كمپرسور هدایت می شود .كمپرسور در دو مرحله فشار گاز را بالا می برد مرحله اول به حدود 5 بار ومرحله نهایی به حدود 23 بار و سیكل گردش پروپان بدین ترتیب كامل می شود .


واحد های باز یافت گلایكول :

ماده شیمیایی كه دراین پالایشگاه بزای جذب اب و جلوگیری از تشكیل هیدرات مصرف می شود دی اتیلن گلایكول است .
تشكیل هیدرات باعث انسداد مسیر هیدرو كربنها و اختلال در عملیات می شود .
مصرف عمده و دائمی گلایكول در واحدهای تنظیم نقطه شبنم است كه روزانه حدود 2800 متر مكعب به مبدلهای حرارتیاین واحد ها تزریق می شود .
مصرف كننده دیگر گلایكول مراكز تفكیك است كه در صورت نیاز روزانه تا حداكثر
( 1100 m3 ) به خطوط گاز و مایعات گازی تزریق می شوند .
مایعات جمع اوری شده به همراه گلایكول وارد گرم كننده ای می شوند ( heater ) كه با بخار اب تا (30 c ) گرم شده كه سپس وارد دو مخزن جدا كننده می شود در انجا گلایكول و مواد نفتی دو فاز تشكیل داده گلایكول كه سنگینتر است از پایین مخزن و مایعات نفتی از پایین مخزن جدا می گردند فشار این مخزن ( 22 bar ) است كه مایعات نفتی توسط خطوط ( 10 in ) بطرف واحد تثبیت كننده می شود.
و گلایكول ان پس از خروج از این مخزن وارد مخزن دیگری بنام ( flash drum )
می شود .
بخارات گاز همراه با گلایكول در این مخزن جدا شده و در نهایت گلایكول وارد مخزن گلایكول پر اب شده و ذخیره می گردد.
گلایكول پر اب از اینجا توسط تلمبه به واحد احیا گلایكول پمپ می شود .


واحد احیا گلایكول :

گلایكول از مخزن گلایكول پر اب با فشار ( 6 bar) و دمای ( 30 c ) و خط لوله( 8 in) منتقل می شود كه پس از انتقال به واحد گلایكول ابتدا از واحد های ***** المنتی گذشته و ذرات ریز و معلق ان گه ممكن است باعث ایجاد كف ( foaming ) در جوشاننده ها شود گرفته می شود و
سپس وارد یك مبدل حرارتی شده و تا حدودی گرم می شود و توسط لوله های(4 in ) تقسیم شده و وارد ان می شوند كه در انجا تا دمای ( 180 c ) با بخار اب گرم شده و اب اضافی گلایكول بصورت بخار از ان خارج می گردد و به هوای ازاد می رود.
برای اینكه گلایكول همراه با بخاراب خارج نگردد روی جوشاننده برجكی نصب شده كه دارای 8 سینی است و بالایبرج را كنترل و سرد می كند و مایعات سرد شده روی سینی ها ریخته و عمل ( reflux ) را انجام می دهد .
گلایكول غلیظ شده از پایین جوشاننده پس از تبادل حرارت با گلایكول پر اب و سرد شدن تا ( 40 c) از یك سری ***** برای جدا نمودن ذرات جامد معلق ان گذشته و توسط خط لولهوارد مخزن گلایكول كم اب می شود ( برای جلوگیری از ایجاد كف در جوشانندهها ماده ضد كف ( anti foam ) به واحد بازیافت تزریق می شود.



واحد تثبیت كننده مایعات گازی :

هدف از ایجاد این واحد خارج كردن هیدروكربورهای سیك كه در شرایط عادی بصورت گازی هستند . ( بوتان پروپان-وگازهای سبكتر از انها ) از مواد نفتی بدست امده از عملیات پالایشگاهوامكان ذخیره سازی وحمل این مواد در شرایط ایمن می باشد.
مایعات نفتی كه در جدا كننده های واحد گلایكول جمع اوری گردیده و به مخزن ذخیره واحد تفكیك هدایت می گردد.
فشار این مخزن ( 19 bar) ودر دمای (29 c ) است . این مایعات سپس وارد برج تثبیت ( stabilaser) شده كه دارای 19 سینی است . مایعات نفتی از ته برج توسط تلمبه به یككوره گاز سوز هدایت می شود و هیدروكربورهای سبك در اثر حرارت بطرف بالایبرج رانده شده كه پس از سرد شدن توسط چند سرد كننده هوایی در مخزن ( reflux) جمع می گردد .كه مقداری از این مایعات دوباره به مخزن برگشت داده می شود و مقداری نیز كه تا سطح بوتان می باشد توسط خط لوله ( 2 in ) برای عملیات جدا سازی اتان خوراك برج اتان گیری مشود .
از پایین برج تثبیت مایعات نفتی كهمواد سبك انها جدا شده پس از گذشتن ازمبدلهای حرارتی كمی سردتر شده و بهطرف مخازن ذخیره مواد نفتی هدایت وانبار می گردد.

برج اتان گیری :
خوراك این برج از قسمت بالایبرج وارد و از 26 سینی گذشته و در پایین برج توسط یك جوشاننده كه با بخاراب كار می كند تا 140 درجه سانتیگراد گرم می شود . چون فشار این برج 25بار است در این فشار تنها گازهای اتان از بالا خارج می گردد و بقیه موادنفتی كه اتان از دست داده از پایین برج خارج و به برج پروپان گیری وارد میشود . در اینجا خوراك برج كه از بالا وارد می گردد عمل برگشتی (REFLUX ) را در برج اتان گیری انجام میدهد .





برج پروپان گیری :

این برج كه دارای 35 سینی با فشار 6/22 با ر و دمای 155 درجه سانتیگراد كمی كند . حرارت لازم توسط یك جوشاننده (REBOILER ) كه در پایین برج قرار دارد تامین می شود .

از قسمت بالا پروپان جدا شده از یك كولر هوایی عبور كرده و تبدیل به مایع می شود ودر مخزن برگشتی (REFLUX ) جمع می گردد
ومقداری از ان بعنوان كنترل گرمایبالای برج به برج برگردانده می شود و مقداری نیز كه پروپان خالص و مایعاست پس از عبور دادن از یك دستگاه خشك كننده رطوبت انرا گرفته ودر مخازنذخیره پروپان انبار و نگهداری می شود كه از ان در واحد سرمایش و تنظیمنقطه شبنم در واحد های شیرین سازی استفاده گردد . مازاد پروپان تولید شدهو افزون بر مصرف به سایر واحد های صنعتی مثل پالایشگاه گاز سرخون بندرعباسو.. فرستاده می شود .
از قسمت پایین برج پروپان گیریمواد نفتی كه پروپان ان گرفته شده و حاوی بوتان و مواد سنگینتر از ان میباشد به خوراك برج تثبیت كننده بر گردانیده می شود .

 

 



ارسال توسط رضا عسگری
آرشیو مطالب
نظر سنجی
بچه ها نظرتون در مورد مطالب وبلاگ چیه؟






صفحات جانبی
پیوند های روزانه
امکانات جانبی
blogskin

ابزار وبلاگ

قالب وبلاگ

دانلود آهنگ