مهندسی شيمی و نفت 3

[فلفل نمك]

فرآیند پالایشگاه

درحالی‌که مصرف کننده عادی تصور می‌کند که شمار فراورده‌های نفتی نظیر بنزین ،سوخت جت ، نفت سفید و غیره محدود است، ولی بررسیهایی که موسسه نفت آمریکا ( API ) در مورد پالایشگاههای نفت و کارخانه‌های پتروشیمی انجام داده است، نشان می‌دهد که بیش از 2000 فراورده نفتی با مشخصات منحصر بفرد تولید می‌شود که در 17 گروه طبقه‌بندی می‌شوند و عبارتند از:

گازهای سوختی - گازهایمایع - انواع بنزین - سوختهای توربین گازی (جت) - نفت سفید - فراورده های میان تقطیر (سوخت دیزل و نفت کوره های سبک) - نفت کوره باقیمانده ای - روغن‌های روان‌ساز - روغن‌های سفید - فراورده های میان روغن‌های ترانسفورماتور و کابل- گریس- مومها (واکس) - آسفالتها - ککها - دوده‌ها - مواد شیمیایی ، حلالها ، متفرقه.




منابع خوراک پالایشگاه

مواد خام پایه پالایشگاهها نفت خام است. اگر چه در بعضی موارد از نفت‌های سنتزی حاصل از سایر منابع (جیلسوتیت، ماسه‌های قیری ، غیره) نیز استفاده می‌شود.



فرایندهای پالایش در پالایشگاه

تقطیر نفت خام

دستگاه‌های تقطیر نفت خام ، نخستین واحدهای فراورش (پالایش) عمده در پالایشگاه هستند. تفکیک نفت خام در دو مرحله صورت می‌گیرد، اول تفکیک جزء به جزء همه نفت خام در فشار اتمسفر و سپس ارسال باقیمانده دیر جوش این مرحله به دستگاه تفکیک دیگری که تحت خلاء شدید عمل می‌کند. بنابراین ، نفت خام پس از حرارت در کوره در برج تقطیر اتمسفری به فراورده‌های زیر تفکیک می‌شود:

گازهای سوختی ( که عمدتا شامل متان و اتان است ) ، گازهای سبکتر (شامل پروپان ، بوتان و همچنین متان و اتان است) ، نفتهای سبک تثبیت نشده ، نفتهای سنگین ، نفت سفید ، نفت گاز اتمسفری و باقیمانده خام برج تقطیر اتمسفری (ARC). در برج تقطیر در خلاء نیز باقیمانده برج تقطیر اتمسفری به جریان نفت گاز خلاء و باقیمانده برج تقطیر در خلاء (VRC ) تفکیک می‌شود. نفت گاز اتمسفری و نفت گاز خلاء را غالبا برای تولید بنزین ، سوخت هواپیما و سوخت دیزل به واحد هیدروکراکینگ یا کراکینگکاتالیزی می‌فرستند.

باقیمانده برج خلاء را نیز می‌توان در واحدهای گرانروی شکن ، کمک‌سازی و یا آسفالت‌زدایی برای تولید نفت کوره سنیگن و یا خوراک واحد کراکینگ و یا مواد خام روغن روان‌سازی پالایش کرد. باقیمانده نفت خامهای آسفالتی را می‌توان برای تولید آسفالت جاده سازی و یا پشت بام ، مورد عملیات یا پالایش دیگری قرار داد.

فرایندهای کک سازی و گرمایی

باقیمانده خام برج تقطیر در خلاء ( VRC ) در واحد کک سازی به کمک گرما شکسته می‌شود و در نتیجه گاز تر، بنزین واحد کک سازی ، نفت گاز واحد کک سازی و کک تولید می‌شود. در واقع ، در کک بدست آمده مواد فرار و یا با نقطه جوش بالا وجود دارد. برای حذف اغلب مواد فرار از کک نفتی ، باید آن را در دمای 2000 تا 2300 درجه فارنهایت تکلیس کرد. موارد استفاده اصلی از کک نفتی عبارتند از:


سوخت انواع کوره‌ها ، ساخت آند ها برای کاهش سلول الکترولیتی آلومین ، استفاده مستقیم از آن به عنوان منبع کربن شیمیایی برای تولید فسفر عنصری ، کلسیم کاربید و سیلسیم کاربید ، ساخت الکترود برای بکارگیری در کوره الکتریکی تولید فسفر عنصری ، تیتان دی اکسید ، کلسیم کاریبد و سیلیسیم کاربید ، تولید گرافیت.

کراکینگ و هیدروکراکینگ کاتالیزی

نفت گاز حاصل از واحدهای تقطیر اتمسفری و تقطیر در خلاء و کک سازی به عنوان خوراک واحدهای کراکینگ کاتالیزوری و یا هیدروکراکینگ بکار می‌رود. این واحدها مولکولهای سنگین را شکسته و آنها را به مواد باارزشتری مانند بنزین ، سوخت جت و نفت کوره سبک تبدیل می‌کنند. فراورده های سیر نشده واحد کراکینگ ، نخست سیر می‌شوند و سپس در واحد تبدیل و یا واحد پالایش با هیدروژن ، کیفیت بهتری پیدا می‌کنند. فراورده های واحد هیدروکراکینگ ، سیر شده هستند.


رفرمینگ (تبدیل) کاتالیزی و همپارش

نیاز اتومبیلهای امروزی به بنزینهای با عدد اکتان بالا ، محرکی برای استفاده رفرمینگ کاتالیزی شد. در رفرمینگ کاتالیزی ، تغییر در نقطه جوش ماده‌ای که از این واحد می‌گذرد، نسبتا کم است، زیرا مولکولهای هیدروکربن ، شکسته نمی‌شوند، بلکه ساختارهای آنها بازآرایی می‌شوند تا آروماتیکهای با عدد اکتان بالا تولید شوند. منابع خوراک واحد رفرمینگ کاتالیزی عبارتند از:

بنزینهای سنگن تقطیر مستقیم (HSR ) و نفت سنگین حاصل از واحدهای برج تقطیر نفت خام ، کک سازی و کراکینگ. فراوده های حاصل تبدیل کاتالیزی برای فروش به عنوان بنزین معمولی و بنزین ******** با هم مخلوط می‌شوند.

عدد اکتان نفتهای سبک ( LSR ) را می‌توان با استفاده از فرایند همپارش که طی آن پارافینهای نرمال (راست زنجیر) به همپارهایشان تبدیل می‌شوند، بهبود بخشید.

بازیابی بخار (واحد صنعتی گاز)

جریانهای گاز تر حاصل از واحد تقطیر نفت خام ، کک سازی و واحدهای کراکینگ در بخش بازیابی بخار ، به گاز سوختی ، گاز نفتی مایع ( LPG ) ، هیدروکربنهای سیر نشده (پروپیلن، انواع بوتیلن و پنتن )، نرمال بوتان و ایزوبوتان تفکیک می‌شوند. گاز سوختی در کوره‌های پالایشگاه سوزانده می‌شود و n-بوتان با بنزین و یا LPG مخلوط می‌شود. هیدروکربنهای سیر نشده و ایزوبوتان بمنظور فراورش ، به واحدهای آلکیل دار شدن فرستاده می‌شوند.

آلکیل دار کردن

افزایش یک گروه آلکیل به هر ترکیب ، یک واکنش آلکیل دار کردن است. ولی در پالایش نفت ، واژه آلکیل دار کردن در مورد واکش اولفین های دارای وزن مولکولی پایین با یک ایزوپارافین ، به منظور تشکیل ایزوپارافینهای دارای وزن مولکولی بالاتر ، بکار می رود. نیاز به سوختهای هواپیمایی با عدد اکتان بالا انگیزه خوبی برای توسعه فرایند آلکیل دار کردن بمنظور تولید بنزین‌های ایزوپارافینی با عدد اکتان بالا بود.

اگر چه آلکیل دار کردن در فشار و دمای بالا ، بدون نیاز به کاتالیزگر مسیر است، ولی تنها فرایندهایی از اهمیت اقتصادی برخورد دارند که در دمای پایین و در مجاورت سولفوریک اسید یا هیدروفلوئوریک اسید انجام می شود. با انتخاب مناسب شرایط عملیاتی ، بیشتر فراورده‌ها در گستره جوش بنزین با اعداد اکتان موتوری 88 تا 94 و اعداد اکتان پژوهشی بین 94 تا 99 قرار می‌گیرد.

[فلفل نمك]

امکان کاربرد نیتروژن در افزایش بهره وری مخازن نفت و گاز


امروز با اعمال روش‌هاي مختلف ازدياد برداشت در مخازن نفت ايران روش‌هاي اوليه بازيافت طبيعي، راندمان بازيافت متوسط حدود %20 بوده كه با اعمال روش‌هاي بازيافت ثانويه شامل تزريق گاز و يا آب اين مقدار به %25 افزايش يافته است.


روش‌هايي چون تزريق امتزاجي، روش‌هاي شيميايي و حرارتي و تزريق 2CO به عنوان روش‌هاي ثالثيه ازدياد برداشت شناخته شده‌اند، تزريق نيتروژن به عنوان يكي از روش‌هاي EOR در سال‌هاي اخير كاربرد زيادي داشته است. بطوري كه اين گاز به عنوان جانشين مناسبي براي گاز طبيعي و متان از نظر اقتصادي، براي 2CO از نظر اقتصادي و قابليت دسترسي معرفي شده است. گزارش حاضر در همين زمينه توسط پايگاه اينترنتي مهندسي اكتشاف ارائه شده است.تزريق نيتروژن با اهدافي مانند جابه‌جايي غير امتزاجي، جابه‌جايي امتزاجي، تزريق با هدف تثبيت فشار و يا فشارافزايي، بالا بردن راندمان جابه‌جايي ثقلي به همراه تزريق 2CO، در برداشت ثالثيه (برداشت نفت ته مانده بعد از تزريق آب)، براي بازگرداني گاز در مخازن گاز قطران و تزريق از نوع WAGدر مخازن نفتي و گازي قابل انجام است.


مقايسه‌ي خواص فيزيكي و كاربرد گاز طبيعي دي‌اكسيد كربن (2)CO و ازت (2)N
گاز طبيعي جهت تزريق گاز از انواع امتزاجي و غيرامتزاجي و هم‌چنين تثبيت فشار مخزن بسته به شرايط دما، فشار و سيال مخزن، كاربرد د ارد، كه از مهم‌ترين خصوصيات آن مي توان به در دهه‌ي اخير به عنوان تميزترين منبع انرژي معرفي شده است.گاز دي‌اكسيد كربن (2)CO جهت تزريق گاز از نوع امتزاجي و گاه غيرامتزاجي كاربرد دارد، اما (2)N جهت تزريق گاز از نوع امتزاجي (با شرايط محدود) و غير امتزاجي در مخازن شكافدار و بدون شكاف، جهت تثببيت فشار مخزن، در بازيافت ثالثيه بعد از تزريق آب جهت توليد نفت باقي‌مانده، تزريق به صورت WAG و هم‌چنين در مخازن گاز ميعاني جهت جلوگيري از تشكيل مايعات گازي در شرايط مخزن و يا بالا بردن تحرك‌پذيري مايعات گازي تشكيل شده كاربرد دارد.
از مهم‌ترين خصوصيات آن نيتروژن جانشين مناسبي براي گاز متان بوده و در اكثر موارد كاربرد اين گاز، گاز ازت بي‌اثر است، رسوب آسفالتين و خوردگي ايجاد نمي‌كند و مشكلي نيز در رابطه با تزريق‌پذيري ايجاد نمي‌كند، در كشورهاي صنعتي گاز نيتروژن تزريقي را از هوا و يا از گازهاي حاصله از سوخت تهيه مي‌كنند. در كشورهاي صنعتي هزينه‌ي توليد ازت در فشار تزريق تقريبا يك سوم ارزش گاز طبيعي است، ذخاير بزرگ گازي ازت موجود در كشور، ضريب تراكم‌پذيري بالا سبت به 2CO و گاز طبيعي به اين معنا كه در شرايط مساوي از نظر فشار و دما مقدار بيشتري گاز ازت در حجم معين موجود است.امروزه در مخازن متعددي در آمريكا و كانادا تزريق گاز ازت به طور خالص و يا همراه گاز 2CO حاصل از سوخت به صورت امتزاجي و غيرامتزاجي انجام مي‌گيرد.ازت لازم براي پروژه‌هاي تزريق در اين كشورها بيشتر از طريق جداسازي ازت از هوا )Cryogenic Air Separation( تامين مي‌شود.اكسيژن همراه با نيتروژن در هوا، مي‌تواند مشكل‌ساز باشد، به اين صورت كه با S2H موجود در مخزن واكنش انجام داده و تركيبات اسيدي ايجاد مي‌كند. هرقدر ميزان گوگرد سيال مخزن بيشتر باشد (سيال مخزن ترش‌تر باشد) حضور اكسيژن مشكل‌سازتر است. در پروژه‌هاي تزريق نيتروژن كه تا امروز انجام شده درجه خلوص آن گاز به طور متوسط يبن 9/99% - %93 بوده است.تزريق ازت با هدف ازدياد برداشت به صورت گسترده در مخازن نفتي و هم‌چنين با هدف recycling و تثبيت فشار مخزن در مخازن گازي و gas lift قابل انجام است، محدوديت‌هاي موجود در رابطه با استفاده از گازهاي طبيعي و دي اكسيد كربن، ازت را به عنوان يك جانشين اقتصادي در پروژه‌هاي امتزاجي مطرح مي‌سازد.

اين مهم را بايد مدنظر قرار داد كه متدهاي امتزاجي با گاز ازت تنها در مخازن خاصي قابل اجرا است. حالت امتزاجي گاز ازت و نفت‌هاي سبك حدودا مثل گاز متان است، امتزاج گاز ازت و نفت‌هاي سبك از نوع تبخيري )Vaporizing Gas Drive( و به واسطه‌ي تبخير تركيبات سبك و مياني نفت در فاز گاز در اثر تماس‌هاي متوالي و مكرر گاز و نفت است. فشار امتزاج )MMP( ازت و نفت‌هاي سبك از متان بالاتر بوده (اعداد 5000 تا 8000 پام در مقالات گزارش شده است) و بعضي از مطالعات نشان داده‌اند كه اگر مقدار متان نفت مخزن بالاتر از 40 درصد مولي باشد MMP دو گاز ازت و متان مساوي‌اند.در مطالعات فوق مشخص شده است كه با افزايش ميزان گاز محلول موجود در نفت ميزان MMP نفت مخزن و ازت كاهش مي‌يابد.تزريق امتزاجي گاز ازت با نفت سبك در واقع عمل امتزاج در تماس اول انجام نشده و بنا بر مكانيزم تبخيري به تدريج اجزاي سبك نفت در داخل گاز ازت تبخير مي‌شوند. از اين رو تزريق امتزاجي ازت در مراحلي مانند تغيير تركيب نفت در طي جابه‌جايي آن با گاز ازت، تغيير در خواص نفت و گاز در طي تزريق ازت، امتزاج نفت و گاز بعد از تماس‌هاي متوالي به وقوع مي‌پيوندد.
در صورتي كه شرايط ذكر شده جهت تزريق امتزاجي ازت فراهم نباشد (فشار و نوع سيال مخزن)، تزريق از نوع غيرامتزاجي و با هدف تثبيت فشار و يا در پروژه‌هاي ريزش ثقلي انجام مي‌گيرد. يكي از قديمي‌ترين و ساده‌ترين روش‌هاي بازيافت نفت تزريق گاز از نوع غيرامتزاجي مي‌باشد كه با توجه به قيمت بالاي گاز طبيعي، گاز ازت جانشين مناسبي براي آن است. گاه با توجه به پارامترهاي سنگ مخزن از جمله فشار موئينگي و تر شوندگي، عبورپذيري نسبي و هم‌چنين مشخصات فيزيكي نفت، تزريق گاز غيرامتزاجي كارآيي مناسب را ندارد. تعدادي از مقالات جهت بهبود شرايط تزريق امتزاجي ازت راه‌حل‌هايي را ارائه كرده‌اند. از آن جمله تاثير تزريق اوليه مقاديري 2-C6C در كاهش قابل توجه فشار امتزاجي )MMP( ازت است، گاه نيز به تزريق همزمان گازهاي 2CO و 2N جهت كاهش فشار امتزاجي اشاره شده است.در مخازن گاز ميعاني با درصد مايعات گازي بالا تزريق گاز ازت جهت تثبيت فشار و عدم كاهش آن به زير فشار نقطه شبنم از تشكيل مايعات گازي در شرايط مخزن و به تله افتادن آنها جلوگيري كرده و بسيار موثر است.
بنابراين تزريق گاز ازت از كاهش راندمان توليد مايعات گازي جلوگيري كرده و با نگاه داشتن فشار مخزن در بالاي فشار نقطه شبنم با سيال موجود در چاه نيز ممزوج شده و راندمان توليد گاز و ميعانات را بالا مي‌برد.مورد كاربرد ديگر گاز ازت در پروژه‌هاي ازدياد برداشت استفاده از اين گاز در تزريق از نوع WAG است كه به نظر مي‌رسد مي‌تواند به عنوان جانشين مناسبي براي گاز طبيعي به صورت متناوب با آب، به مخزن نفتي تزريق شده و راندمان توليد را افزايش دهد.در تعدادي از مقالات نيز به نقش ازت در برداشت ثالثيه بعد از تزريق آب اشاره شده است. به طوري كه نفت‌هاي در تله افتاده كه توسط مكانيزم تزريق آب قابل برداشت نبوده‌اند با تزريق گاز ازت قابل جابه‌جايي است. معمولا در پروژه‌هاي ازدياد برداشت با تزريق نيتروژن، فاصله چاه‌هاي تزريقي و توليدي را به اندازه‌اي انتخاب مي‌كنند كه مسئله آلودگي با نيتروژن به تعويق بيافتد.در صورت نياز به توليد بعد از توليد گاز آلوده به نيتروژن جداسازي )Rejection( صورت خواهد گرفت. جداسازي نيتروژن از گاز در دماي فوق سرد انجام مي‌گيرد. براي اين‌كه در آن دما مشكلي از لحاظ يخ زدن اجزاي موجود در گاز پيش نيايد بايد اجزاي مورد نظر را جدا كرد.
مثلا آب توسط غربال‌هاي مولكولي جدا خواهد شد. دي‌اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن نيز توسط سيستم آمين جدا شده و نهايتا نيتروژن از گاز جدا مي‌شود. نيتروژن جدا شده جهت تزريق مجدد، و گازهاي با ارزش جهت فروش ارسال مي‌شوند. در مقالات موجود در رابطه با بهبود ضريب برداشت نفت و گاز به هنگام تزريق ازت اعدادي ارايه شده‌اند كه بسته به شرايط مخزن از نظر فشار، دما، مكانيزم به كار گرفته شده و خصوصيت سنگ مخزن متفاوت است.از اين رو با توجه به وجود چند مخزن بزرگ گاز ازت با درصد بالا همچون مخزن گازي كبيركوه (دهرم با حجم گاز درجاي 21 تريليون فوت مكعب )TCF(، مخزن ميلاتون (سورمه با حجم گاز درجاي بيش از 24 تي سي اف)، مخزن سمند (دالان بالايي با حجم گاز درجاي بيش از 75 تي.سي. اف)، با در نظر گرفتن اين گاز به عنوان جانشين مناسب براي گاز طبيعي بعد از انجام آزمايش‌هاي لازم منطقي به نظر مي‌رسد.آزمايش‌هاي لازم شامل اندازه‌گيري حداقل فشار امتزاج )MMP( و تعيين درصد برداشت در نمونه سنگ واقعي مخزن در شرايط فشار و درجه حرارت مخزن با نمونه سيال واقعي مخزن با اعمال مكانيزم‌هاي مختلف و مقايسه آنها، انجام آزمايش‌هاي سرچاهي، مطالعات اقتصادي و انجام پروژه‌هاي نمونه صنعتي )Pilot( است.

[فلفل نمك]

گاز ساختگي (substitute natural)
گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گازرساني مواد نفتي بدست اورد ارزش گرمايي اين گاز در مقايسه با گاز سنتز بسيار بالاتر است چون مانند گاز طبيعي بخش عمده آن را گاز متان تشكيل مي دهد. گاز ساختگي را مي توان با روش لورگي نيز بدست آورد ( همچنين نگاه كنيد به لورگي - رهرگس فرايند) .
گاز سنتز (synthesis gas)
گاز سنتز گازي است بي بو ، بي رنگ و سمي كه در حضور هوا و دماي 574 درجه سانتيگراد بدون شعله مي سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگي به ميزان درصد هيدروژن و كربن منواكسيد دارد از گاز سنتز مي توان به عنوان منبع هيدروژن براي توليد آمونياك ،متانول و هيدروژن دهي در عمليات پالايش و حتي به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبيعي ، نفتا، مواد سنگين و زغال سنگ بدست مي آيد . معمولا براي توليد هر يك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولي h2/co=1 باشد ، به 0/55 تن متان نياز است . در صورتي كه اين نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهيه گاز سنتز از منابع هيدروكربورها امكان پذير است كه به شرح زير خلاصه مي شود:
1- تهيه گاز سنتز از زغال سنگ در فرايند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ و يا گازي كردن زغال سنگ بخار آب و اكسيژن در دماي 870 درجه سانتيگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ تركيب مي شود محصول حاوي 22.9 درصد هيدروژن 46.2 درصد كربن منو اكسيد ،7.8 درصد كربن دي اكسيد ، 22.5 درصد آب و 0.6 درصد كربن متان و نيتروژن است پس از جداسازي گاز كربن دي اكيد ، محصول براي فروش از طريق خطوط لوله عرضه مي شود.
2- تهيه گاز سنتز از مواد سنگين نفتي مواد سنگين نفتي با اكسيژن ( نه هوا) در دماي 1370 درجه سانتيگراد و فشار 102 اتمسفر تركيب شده و گاز سنتز توليد مي كند.
3- تهيه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت كاتاليست نيكل در دماي 885 درجه سانتيگراد و فشار 25 اتمسفر تركيب وگاز سنتز حاصل مي شود.
4- تهيه گاز سنتز از گاز طبيعي اين روش كه در جهان متداول تر است در در دو مرحله كراكينگ و خالص سازي ، گاز طبيعي به گاز سنتز تبديل مي گردد.در اين روش از كبالت ، موليبديم و اكسيد روي به عنوان كاتاليست استفاده مي شود.
محصول نهايي حاوي 83.8 درصد هيدروژن ، 14.8 درصد كربن منواكسيد 0.1 درصد كربن دي اكسيد و مقداري متان نيتروژن و بخار آب است.
گاز شهري (town gas)
اصطلاحا به گازي گفته مي شود كه از طريق خط لوله از يك مجتمع توليد گاز به مصرف كنندگان تحويل مي شود . گاز شهري يا از زغال سنگ و يا از نفتا توليد و در مناطقي مصرف مي شود كه يا گاز طبيعي در دسترس نباشد و يا زغال سنگ ارزان به وفور يافت شود تركيب گاز شهري هيدروژن %50، متان%20 تا %30، كربن منواكسيد %7 تا %17، كربن دي اكسيد%3، نيتروژن %8، هيدروكربورها %8
علاوه بر اين ناخالصي هاي ديگري مانند بخار آب ، امونيال ، گوگرد، اسيد سيانيدريك نيز در گاز شهري وجود دارد. به گاز شهري گاز زغال سنگ و يا گاز سنتز نيز مي گويند. در ايران گازي كه از طريق خط لوله به مشتركين در شهرها عرضه مي گردد گاز طبيعي است و تركيب آن مشابه گاز شهري نيست.
گاز شيرين (sweet gas)
گازشيرين گازي است كه هيدروژن سولفيد و كربن دي اكسيد آن گرفته شده باشد.
گاز طبيعي (natural gas)
گاز طبيعي عمدتا از هيدروكربوها همراه با گازهايي مانند كربن دي اكسيد ، نيتروژن و در بعضي از مواقع هيدروژن سولفيد تشكيل شده است بخش عمده هيدروكربورها را گاز متان تشكيل مي دهد و هيدروكربورهاي ديگر به ترتيب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هيدروكربورهاي سنگين تر ناخالصي هاي غيرهيدروكربوري نيز مانند آب ، كربن دي اكسيد ، هيدروژن سولفيد و نيتروژن در گاز طبيعي وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول (solution gas ) نام دارد و اگر در تماس مستقيم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (associated gas) ناميده مي شود.
گاز غير همراه ( non-associated gas)از ذخايري كه فقط قادر به توليد گاز به صورت تجاري باشد استخراج مي شود در بعضي موارد گاز غير همراه حاوي بنزين طبيعي و يا چكيده نفتي ( condensate) استخراج مي شود كه حجم قابل توجهي از گاز را از هر بشكه هيدروكربور بسيار سبك آزاد مي كند.
گاز طبيعي فشرده ( compressed natural gas)
گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و دراكثر نقاط جهان يافت مي شود. (نگاه كنيد به گاز طبيعي ) گاز طبيعي را مي توان از طريق خط لوله و يا به صورت گاز طبيعي مايع شده (lng) با نفتكش حمل نمود. از گاز طبيعي فشرده و يا به اختصار سي ان جي مي توان در اتومبيل هاي احتراقي به عنوان سوخت استفاده كرد در حال حاضر حدود يك ميليون وسيله نقليه در جهان با گاز فشرده حركت مي كنند. در ايتاليا در مقياس وسيعي از سي ان جي استفاده مي شود و در زلاندنو و آمريكاي شمالي نيز استفاده از گاز طبيعي فشرده رواج دارد.
تركيبات گاز طبيعي متفاوت است و بستگي به نوع ميدان گازي دارد كه از ان بدست امده است ناخالصي ها شامل هيدروكربورهاي سنگين ، نيتروژن ، دي اكسيد، اكسيژن و هيدروژن سولفيد مي باشد. در اتومبيل گاز طبيعي فشرده بايد در مخزن سنگين و بزرگ و در فشاري برابر 220 اتمسفر ذخيره گردد. البته از لحاظ ميزان ذخيره و ارزش حرارتي سي ان جي كه حدود 8/8 هزار ژول /ليتر است ( در مقايسه بنزين حدود 32 هزار ژول مي باشد مسافتي كه اتومبيل مي پيمايد محدود خواهد بود. علاوه بر اين به علت محدوديت تعداد ايستگاه اي سوخت گيري اتومبيل بايد به نحوي طراحي شود كه علاوه بر سي ان جي بتواند از بنزين هم استفاده نمايد. مزاياي سي ان جي به شرح زير است:
1- موتور در هواي سرد به راحتي روشن مي شود.
2-سي ان جي اكتان بسيار بالايي دارد.
3- تميز مي سوزد و ته نشين كمتري در موتور ايجاد مي كند.
4- هزينه تعميراتي موتور كمتر است.
5- مواد آلاينده ناچيزي از اگزوز خارج مي گردد.
معايت سي ان جي به شرح زير است:
1- چون به صورت گاز وارد موتور مي شود هواي بيشتري در مقايسه با بنزين جايگزين مي كند و در نتيجه كارايي حجمي پايين تري دارد.
2- مسافت كوتاه تري در مقايسه با اتومبيل هاي بنزين طي مي كند مگر انكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزين هم استفاده نمايد.
3- قدرت موتور اتومبيل هاي گاز سوز رويهمرفته 15 درصد كمتر از اتومبيل هاي بنزين سوز است.
4- ساييدگي نشيمنگاه شير كه بستگي به ميزان رانندگي دارد بيشتر است.
5- خطر بيشتر آتش سوزي در هنگام تصادف در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني ( البته تاكنون در سوابق ايمني خطر بيشتر ثابت نشده است)
در ايران طرح گاز سوز كردن خودروها يا استفاده از گاز طبيعي فشرده يكي از برنامه هاي اساسي شركت ملي گاز ايران است در شهرهاي شيراز ، مشهد و تهران چندين جايگاه تحويل سوخت با تاسيسات و دستگاه هاي جانبي و كارگاه تبديل سيستم خودروها از بنزين سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهرهه برداري قرار گرفته است و عمليات اجرايي براي ساخت تعداد ديگري ايستگاه در دست اجرا قرار دارد.

[فلفل نمك]

مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS)
مايعات گاز طبيعي معمولا همراه با توليد گاز طبيعي حاصل مي شود. مايعات گازي (Gas liquids) نيز مترادف مايعات گاز طبيعي مي باشد. مايعات گاز طبيعي را نبايد با گاز طبيعي مايع و يا ال ان جي اشتباه كرد مواد متشكله در مايعات گاز طبيعي عبارت است از اتان ، گاز مايع ( پروپان و بوتان ) و بنزين طبيعي (natural gasoline) و يا كاندنسيت ( condensate) كه درصد هر كدام بستگي به نوع گاز طبيعي و امكانات بهره برداري دارد.
در سال 1996 كل توليد مايعات گاز طبيعي در جهان بالغ بر روزانه 5.7 ميليون بشكه بوده كه از اين مقدار توليد اوپك در حدود 2.6 ميليون بشكه در روز گزارش شده است.
گاز طبيعي مايع ( Liquefied natural gas LNG)
گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و چنانچه تا منهاي 161 درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مايع تبديل مي شود و حجم ان به يك ششصدم حجم گاز اوليه كاهش مي يابد در نتيجه حمل آن در كشتي هاي ويژه به مراكز مصرف امكان پذير مي شود براي مايع كردن گاز متان مي توان آن را تا 2/5 درجه سانتيگراد زير صفر خنك نمود و تحت زير صفر خنك نمود و تحت فشار 45 اتمسفر به مايع تبديل كرد اين روش از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ولي از طرف ديگر حمل ان تحت فشار زياد احتياج به مخازن بسيار سنگين با جدار ضخيم دارد كه امكان پذير نيست و از نظر ايمني توصيه نمي شود در نتيجه در فرايند توليد گاز طبيعي مايع ، فشار آن رابه اندكي بيش از يك اتمسفر كاهش مي دهند تا حمل آن آسان باشد.
اولين محموله گاز طبيعي مايع يا به اختصار ال ان جي به صورت تجاري در سال 1964 از الجزاير به بريتانيا حمل شد و از ان هنگام تجارت گاكردن امكانات بندري و ذخيره سازي در بنادر بارگيري و تخليه و همچنين ساخت كشتي هاي ويژه حمل ال ان جي احتياج به سرمايه گذاري هنگفتي دارد در حالي كه قيمت فروش گاز طبيعي مايع در حال حاضر در سطح نازلي است لذا فروشنده و خريدار بايد قبلاً نسبت به انعقاد يك قرارداد طولاني 15 الي 20 ساله نحوه قيمت گذاري و ساير شرايط توافق لازم را به عمل آورند.
در توليد گاز مايع چهار مرحله عمده وجود دارد:
1- جداسازي ناخالصي ها كه عمدتا از كربن دي اكسيد و در برخي از موارد تركيبات گوگردي تشكيل شده است.
2- جداسازي آب كه اگر در سيستم وجود داشته باشد به كريستالهاي يخ تبديل شده و موجب انسداد لوله ها مي گردد.
3- تمام هيدروكربورهاي سنگين جدا شده و تنها متان و اتان باقي مي ماند.
4- گاز باقي مانده تا 160 درجه سانتگراد سرد شده و به حالت مابع در فشار اتمسفر تبديل مي شود.
گاز طبيعي مايع در مخازن ويژه عايق كاري شده نگهداري و سپس براي حمل به كشور مقصد تحويل كشتي هاي ويژه سرمازا( CRYOGENIC TANKERS) مي گردد. در حين حمل معمولا بخشي از گاز تبخير شده به مصرف سوخت موتور كشتي مي رسد. در بندر مقصد گاز طبيعي مايع تخليه مي گردد تا هنگام نياز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبيعي مايع مجدداً به گاز تبديل مي شود. در فرايند تبديل مجدد به گاز سرماي زيادي آزاد مي شود كه مي توان از اين سرما مثلا براي انجماد موادغذايي و يا مصارف ديگر تجاري استفاده كرد .
گاز غير همراه (NON-ASSOCIATED GAS)
گاز غير همراه از مياديني كه تنها توليد گاز از انها به صورت اقتصادي امكان دارد استخراج مي شود به گاز استخراج شده از ميادين نفت ميعاني كه درصد گاز حاصله از هر بشكه هيدروكربورهاي مايع سبكه خيلي زياد است نيز گاز غير همراه مي گويند.
كلاهك (CAG CAP)
حجمي از لايه مخزن در اعماق زمين را كلاهك گاز و يا گنبد گاز (GAS DOME) ناميده اند كه در آن گاز در بالاي نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترين ، يا يكي از مرتفع ترين مناطق لايه مخزن محسوب مي گردد.
گاز كلاهك گاز (GAS CAP GAS)
گاز كلاهك به گازي گفته مي شود كه در كلاهك گاز محبوس شده باشد.
گاز مايع (LPG)
مايع و يا به اختصار ال پي جي از پروپان و بوتان تشكيل شده است گازي كه در سيلندر نگهداري مي شود و در منازل مورد استفاده قرار مي گيرد همان گاز مايع و يا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مايع را مي توان از سه منبع بدست آورد:
1- گاز طبيعي غير همراه
گاز ترو ترش از ميدان گاز طبيعي را پس از خشك كردن و گوگردزدايي مي توان تفكيك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.
2- گاز طبيعي همراه
پس از تفكيك و پالايش گاز طبيعي همراه با نفت خام نيز مي توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.
3- نفت خام
بخشي از پروپان و بوتان در نفت خام باقي مي ماند كه مي توان آن را با پالايش نفت خام بدست آورد همچنين در فرايند شكستن ملكولي و يا فرايند افزايش اكتان بنزين نيز ، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبي حاصل مي شود.
در آميزه گاز مايع درصد پروپان و بوتان بسيار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه مي كنند ولي در زمستان با افزايش ميزان پروپان در حقيقت به تبخير بهتر آن كمك مي نمايند معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .
در جهان روزانه بيش از 5 ميليون بشكه گاز مايع مصرف مي شود مصارف گاز مايع در كشورهاي مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طي دهه 1990 در جهان در بخش هاي مختلف به شرح زير است:
تجاري و خانگي %60، صنايع شيميايي %15، صنعتي %15، خدماتي %5، توليد بنزين%5
هر تن متر يك پروپان معادل 12.8 بشكه و بوتان برابر 11.1 بشكه است.
گاز مايع را با كاميون هاي مخصوص خط لوله و يا كشتي هاي ويژه اي كه براي همين منظور ساخته شده است حمل مي نمايند.
گاز مشعل (FLARE GAS)
هيدروكربورهاي سبك ممكن است به صورت گاز از شيرهاي ايمني در دستگاه هاي بهره برداري ، پالايشگاه ها و يا مجتمع هاي پتروشيمي ، گذشته و از طريق مشعل سوزانده شود چنانچه يكي از واحدهاي پالايشگاه به علت بروز اشكالاتي در سيستم برق يا آب سرد كننده از كار بيفتد لازم است كه مقادير خوراك مجتمع و يا محصولات پالايشگاه از طريق دودكش به مشعل هدايت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالي جلوگيري شود.
در مجتمع هاي بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه هاي بازياب نصب شده كه مي توان در مواقع اضطراري بخشي از مايعات و يا گازها را به انجا هدايت كرد و از وسوختن آنها جلوگيري نمود.
گاز همراه (ASSOCIATED GAS)
گاز همراه يا به صورت محلول در نفت خام است كه در مراحل بهره برداري از نفت خام جدا مي شود و يا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل مي شود.

[فلفل نمك]

گازطبيعی| پتروشيمی


نفتي كه از مخازن زيرزمين استخراج مي شود ، مخلوط پيچيده اي از صدها تركيب مختلفي است كه از هيدروژن و كربن تشكيل شده است و اين تركيبات داراي خواص فيزيكي متفاوتي مي باشند . جريان خروجي از چاه مخلوطي است از هيدروژن سولفور ( Associated gas ) و يا تبخير همراه ( NON Associated ) و براي اينكه جهت استفاده و يا فراورش آماده گردد مي بايستي از وجود ناخالصي ها و هيدروكربنهاي مايع يا مايع شدني عاري شود ، چون هر يك به نوبة خود مي تواند در امر انتقال و يا استفاده از گاز طبيعي توليد اشكال نمايد مادة عمدة تشكيل دهندة گاز طبيعي متان است . ديگر مواد همراه به ترتيب نزولي از نظر درصد حضورشان در اين گاز عبارتند از : اتان و پروپان و بوتان و پنتان و البته به مقدار بسيار ناچيزي هيدروكربورهاي اشباع شدة سنگين تر . البته طبيعت اكثراً ناخالصي هايي از قبيل انيدريد كربنيك و هيدروژن سولفوره و نيتروژن و بخار آب و گاهي نيز هليوم همراه گاز طبيعي به ارمغان مي دهد كه اين ارمغان در بعضي از موارد نوعي بي لطفي است چون كه تصفية گاز از اين مواد بي اشكال و خالي از جزح نيست . مي توانيم به راحتي از مواد عمده تشكيل دهنده گاز طبيعي رد شويم يا اينكه تحقيقي گسترده از آن ارائه دهيم بنده راه دوم را مي پذيرم چون وارد جزئيات شدن انسان را به اطلاعات گسترده اي كه نمي داند مي رساند .

متان : ماده اصلي متشكله گاز طبيعي و همچنين گاز طبيعي مايع NGL است . متان خالص داراي نقطه جوش معادل 162 -درجه سانتيگراد در فشار اتمسفريك است . درست است كه بيشتر به مصرف سوخت مي رسد ولي كاربردهاي ديگر با ارزش از قبيل ساخت الياف و حلالها و كلروفرم و غيره دارد

اتان : دومين مادة متشكله گاز طبيعي از نظر مقدار است . بسته به بازار موجود مي توان در موقع فرآورش گاز به ميزان مورد نياز از اين ماده از گاز طبيعي به همراه ساير مواد سنگين تر جدا كرد و به عنوان خوراك كارخانجات شيميايي و پتروشيمي مورد استفاده قرار داد . اتان بهترين ماده براي تهية اتيلن است كه اتيلن خود براي ساختن اتانول ، اتر و استايرين و گليكل و ساير پلاستيكها مورد استفاده قرار مي گيرد در ضمن نقطة جوش اتان در فشار اتمسفر برابر با

0F 5/127 – است .

پروپان و بوتان : پروپان و بوتان نيز كه در گاز طبيعي مايع موجودند به عنوان LPG ( Liguified petroleum GAS ) به مصارف صنعتي و خانگي مي رسند . استفاده از اين مواد به علت دامنة دمايي است كه مي توان مخلوطي از اين محصولات را به آساني به صورت مايع و يا گاز نگه داشت . سيلندرهاي گاز كه در منازل امروزه مورد استفاده اند مخلوطي از پروپان و بوتانند كه به صورت مايع پر مي شوند .

پنتان و ساير مواد سنگين تر : در فشار جو اين محصول به صورت مايع است و بنزين طبيعي ناميده مي شود موارد استفادة آن در اختلاط با ساير محصولات پالايشگاه است كه با النهايه سوخت موتور با مشخصات لازم را تعيين مي كند .

نكاتي چند درباره گاز : 1. نفت خامي كه در مناطق زيرزميني ايران به عمق 7000 تا 13000 فوت وجود دارد تؤام با گازي است كه فشار تعادل آن در درجه حرارت بين 150 تا 170 درجه فارنهايت بين 1000 تا 2000 PSI است . 2. گازهايي كه از منابع گاز به دست مي آيند DOME gas و گازهايي كه از استخراج نفت خام بدست مي آيند گاز همراه يا ASSOCIATed gas مي نامند .

3. گاز همراه با نفت خام در ايران بين 500 تا 1500 فوت مكعب به ازاء هر بشكه نفت خام توليد شده مي باشد كه معادل حدود 18درصد مقدار نفت خام توليد شده به شكل گاز است . 4. از هر هزار فوت مكعب گاز طبيعي همراه با نفت خام مي توان حدود يك كيلوگرم مخلوط پروپان و بوتان بدست آورد .

5. منظور از گاز همراه عبارت از گازي است كه در منابع زيرزميني در نفت خام محلول بوده و به تدريج در اثر كاهش فشار نفت خام و در اثر بالا آمدن از چاه از آن جدا مي گردد مقدار آن 500 تا 1500 فوت مكعب به ازاء هر بشكه نفت خام توليدي است و يا 18% مقدار نفت خام توليد شده به شكل گاز است .

NGL 1200

وقتي پا به ميدان صنعت مي گذاريم و وارد پالايشگاه NGL 1200 مي شويم در ابتدا در مقابل اين همه عظمت دستگاهها و تجهيزات بهت زده مي شويم كه چگونه مي توان اين وسايل را ارزيابي كرد و كار و هدف آنها را پيدا نمود پس با اندكي تأمل و راهنمايي افرادي كه در سايت كار مي كنند اين مشكل حل

مي شود كه ارزيابي اينجانب از پالايشگاه NGL 1200 اينگونه مي باشد . كلاً پالايشگاه از 3 واحد مجزا تشكيل شده است كه اگر شخص روي هر دستگاه در پالايشگاه دست بگذارد و نامش راببرد آن دستگاه شامل يكي از اين 3 واحد مي باشد :

1. واحد شيرين سازي گاز و بازيافت مايعات گازي كه شامل 2 رديف مشابه است .

2. واحد جذب مركاپتانها كه وظيفه جدا سازي تركيبات گوگردي غير قابل جذب توسط آمين را دارند .

3. واحد utility شامل تصفية آب غير معدني جهت توليد بخار آب و جوشاننده هاي مربوط به آن و آب مصرفي كارخانه ـ آب آتش نشاني ـ گاز سوخت و مجموعة تزريق و احياء گلايكول كه در واقع قلب پالايشگاه مي باشد .