مقدمه :
حتي در پيشرفته ترين كشورهاي دنيا بيش از يك دهه از عمر فناوري نوين بازيافت گازهاي فلر نمي گذرد ، لذا اين روش يكي از روشهاي جديد براي استفاده از ضايعات پالايشگاهها مي باشد.
از جمله كشورهايي كه در زمينه بازيافت گازهاي فلر فعاليت دارند مي توان از ايالات متحده آمريكا ، ايتاليا ، هلند و سوييس نام برد .
در كشورهاي آسيايي و خصوصا كشورهاي واقع در منطقه خاورميانه ( بعلت نفت خيز بودن اين مناطق ) فناوريهاي بازيافت مواد زايد پالايشگاهي مثل گازهاي فلر از اهميت زيادي برخوردار مي باشد .
لازم به ذكر است در انجام اين پروژه اطلاعات پالايشگاه تبريز پايه محاسبات قرار گرفته است . بازيافت گازهاي فلر روشي است كه در آن از گازهاي زايدي كه در برجهاي فلر سوزانده مي شوند به بهترين نحو استفاده مي شود .
براي نيل به اين منظور گازهاي فلر پس از جمع آوري از لوله اصلي 1 و قطره گير2 فلر، به سمت يك كمپرسور مي روند ، طراحي و انتخاب اين كمپرسور مهمترين قسمت پروژه مي باشد . پس از فشرده شدن گاز بر اساس ساختار پالايشگاه يا واحد مربوطه گازها و مايعات به عنوان خوراك يا سوخت مورد استفاده قرار مي گيرند .
براي فشرده ساختن گازها و طراحي واحد بازيافت گازهاي فلر معمولا از كمپرسورهاي داراي چرخه مايع 3 و يا كمپرسورهاي رفت و برگشتي4 استفاده مي كنند.
مزيت كمپرسورهاي داراي چرخه مايع خنك شدن گازها در هنگام كمپرس شدن توسط انتقال حرارت با مايع داخل كمپرسور ( معمولا آب ) مي باشد ، در صورت تمايل به جداسازي سولفيد هيدروژن گازهاي فلر مي توان از آمين به جاي آب استفاده كرد .
اما كمپرسورهاي رفت و برگشتي را بسيار راحتتر از كمپرسورهاي با چرخه مايع مي توان خريداري كرد، همچنين تهيه لوازم يدكي ، تعميرات و نگهداري اين نوع از كمپرسورها راحتتر مي باشند .در صورت استفاده از كمپرسورهاي رفت و برگشتي بايد به اين نكته توجه كرد كه در صورت افزايش دما بيش از حد مجاز امكان انفجار وجود دارد .به همين دليل در اين پروژه دو حالت براي شبيه سازي مورد بحث قرار مي گيرد :
حالت اول – خنك كردن گاز ورودي قبل از داخل شدن به كمپرسور : اين روش باعث مي شود فشرده سازي گاز در يك مرحله انجام شود و لذا هزينه اوليه كمپرسور كاهش يابد ولي در عوض بايد هزينه خنك كن را به هزينه واحد اضافه كنيم.
حالت دوم – فشرده كردن گاز توسط يك كمپرسور دو مرحله اي : در اين حالت به علت دو مرحله اي بودن كمپرسور و وجود خنك كننده مياني 5 هزينه كمپرسور افزايش مي يابد اما در عوض نيازي به حنك كننده گاز ورودي نيست.
در نهايت بايد با بررسي اقتصادي 6 بهترين حالت را انتخاب و گزارش نمود.
در انتهاي اين پروژه و در قسمت محاسبات مشخص مي شود كمپرسور تك مرحله اي براي پالايشگاه تبريز كه يكي از پالايشگاههاي بزرگ ايران است ، مناسب تر است .
همچنين خواهيم ديد اين پروژه با عوايد اقتصادي نيز توام است ( در حدود نودوسه ميليون تومان سوددهي در سال ) .
در صورت اجراي قرارداد كيوتو7 در ايران مساله بازيافت گازهاي فلر از اهميت بيشتري برخوردار خواهد شد كه اين مساله اهميت تحقيق در مورد گازهاي فلر پالايشگاهها ، پتروشيمي ها و ديگر صنايع را نشان مي دهد .
از كشورهاي توليد كننده اين تجهيزات صنعتي مي توان از يالات متحده ، سوييس ، ايتاليا و هلند نام برد .

بازيافت گازهاي فلر پالايشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

بازيافت گازهاي فلر پالايشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

فهرست مطالب
چكيده ……………………………………………………………………………………………………………………… 1

مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول : آشنايي با پالايشگاه تبريز

پالايشگاه تبريز و بررسي واحدهاي مختلف آن ……………………………………………………………………….. 5

واحد تقطير در فشار جو …………………………………………………………………………………………………. 8

واحد تقطير در خلاء …………………………………………………………………………………………………….. 8

واحد يونيفاينر نفتا ……………………………………………………………………………………………………….. 8

واحد كاهش گرانروي …………………………………………………………………………………………………… 9

واحد يونيفاينر نفت گاز …………………………………………………………………………………………………. 9

واحد گاز مايع ………………………………………………………………………………………………………….. 9

واحد آيزوماكس ………………………………………………………………………………………………………. 10

واحد هيدروژن ………………………………………………………………………………………………………… 10

واحد تصفيه گاز با آمين ………………………………………………………………………………………………. 11

واحد آسفالت سازي …………………………………………………………………………………………………… 11

واحد گوگرد سازي …………………………………………………………………………………………………… 12

واحد تصفيه آبهاي ترش ………………………………………………………………………………………………. 12

واحد تبديل كاتاليستي ………………………………………………………………………………………………….. 12

واحد برق و بخار ………………………………………………………………………………………………………. 13

واحد تصفيه آبهاي صنعتي …………………………………………………………………………………………… 13

واحد بازيافت آبهاي آلوده ……………………………………………………………………………………………… 14

فصل دوم : بازيافت گازهاي فلر پالايشگاه

بازيافت فلر پالايشگاهها …………………………………………………………………………………………………… 17

سيستم بازيافت گازهاي فلر ………………………………………………………………………………………………. 18

طراحي اوليه ……………………………………………………………………………………………………… …………19

طراحي و بررسي عمليات ………………………………………………………………………………………………… 21

اصلاح سيستم موجود …………………………………………………………………………………………………….. 22

طراحي سيستم بازيافت …………………………………………………………………………………………………… 23

انتخاب كمپرسور ……………………………………………………………………………………………………….. ……24

انواع كمپرسور…………………………………………………………………………………………………………………. 25 25كمپرسورهاي رفت و برگشتي …………………………………………………………………………………………..27

تئوري و محاسبات …………………………………………………………………………………………………………… 33

تفكيك كننده سه فازي ……………………………………………………………………………………………………….37

طراحي مكانيكي جداكننده سه فازي ………………………………………………………………. …………………….38

جداكننده هاي مايع – مايع …………………………………………………………………………………………………. 39

ظروف جداسازي گاز – مايع ………………………………………………………………………………………………… 42

سايز قطرات ……………………………………………………………………………………………………………………. 42

محاسبه نرخ ته نشيني ……………………………………………………………………………………………………… 43
جداكننده هاي مايع – گاز از لحاظ ترموديناميكي و تعادل فازي ………………………………………………………….44

تكنولوژي جديد ……………………………………………………………………………………………………………. 47

فصل سوم :اندازه گيري گازهاي فلر

اندازه گيري گازهاي فلر ………………………………………………………………………………………………… 51

تئوري كار …………………………………………………………………………………………………………………. 53

محاسبات ………………………………………………………………………………………………………………. 54

محل قرار گرفتن اندازه گيرها …………………………………………………………………………………………. 56

فصل چهارم : داده ها و نيازهاي پالايشگاه تبريز و محاسبات پروژه

نكاتي كه بايد به آنها توجه داشت ………………………………………………………………………………………. 60

نيازهاي پالايشگاه تبريز …………………………………………………………………………………………………… 63

نحوه انجام كار و پيشرفت پروژه …………………………………………………………………………………………. 64

بدست آوردن اطلاعات مورد نياز از داده هاي موجود ………………………………………………………………….. 65

شبيه سازي و اعلام نتايج شبيه سازي ………………………………………………………………………………. 74

محاسبات قيمت كمپرسورها …………………………………………………………………………………………… 85

هزينه كلي كمپرسور ……………………………………………………………………………………………………. 91

قيمت مبدلهاي حرارتي ………………………………………………………………………………………………….92

92 محاسبه درآمد ………………………………………………………………………………………………………. 103
بررسي اقتصادي پروژه و اعلام توجيه اقتصادي و اتخاذ تصميم نهايي ……………………………………………. 105
نتيجه گيري ………………………………………………………………………………………………………………. 106

ارائه مثالهايي ار پروژه هاي انجام شده در تمامي جهان به منظور اثبات عملي بودن طرح …………………….107
جمع بندي و نتيجه گيري …………………………………………………………………………………………….. 109
كاتالوگ كمپرسور با چرخه مايع…………………………………………………………………………………. خ-ط- ظ- ع
محاسبه قيمت پيشنهادي شركت گارو …………………………………………………………………………………. ح
فهرست منابع فارسي……………………………………………………………………………………………………. ق

فهرست منابع غير فارسي…………………………………………………………………………………………. ك-1، ك
-2 فهرست نامها ………………………………………………………………………………………………………….. گ

چكيده انگليسي ……………………………………………………………………………………………………………. ل

فهرست جداول

واحدهاي پالايشي شركت پالايش نفت تبريز ……………………………………………………………………………. 7

نسبت طول به قطر ظرف بر حسب فشار عملياتي …………………………………………………………………….. 38

مشخص كردن فاز پراكنده بر حسب فاكتور ψ………ا……………………………………………………………………. 41

تركيب درصد و جرم مولكولي متوسط گاز ارسالي به فلر در پالايشگاه تبريز …………………………………………. 66
تركيب درصد و مواد ارسالي به فلر در پالايشگاه تبريز …………………………………………………………………. 67

مقدار γ براي گازها ……………………………………………………………………………………………………….. 69

ثوابت گازها ……………………………………………………………………………………………………………….. 70

مقادير نهاييγ …..ا……………………………………………………………………………………………………….. 70
جداول خواص گازها در PFD كمپرس سازي تك مرحله اي……………………………………………………….. 76-78

جداول خواص گازها در PFD كمپرس سازي دو مرحله اي……………………………………………………….. 80- 82

مقادير FD بر حسب كمپرسور و مشخصات آن ………………………………………………………………………….. 85

مقادير FM بر حسب كمپرسور و مشخصات آن ………………………………………………………………………….. 85

نتايج محاسبات قيمت كمپرسور …………………………………………………………………………………………. 86

مقدار ثابت لانگ ……………………………………………………………………………………………………………. 88
قيمت كمپرسور با موتور معمولي بدون در نظر گرفتن هزينه الكتريسيته ……………………………………………. 89

قيمت كمپرسور با موتور معمولي بدون در نظر گرفتن هزينه الكتريسيته و با محاسبه و دخالت ضريب استهلاك ………………………………………………………………………………………………………………………………… 90

هزينه الكتريسيته كمپرسور ………………………………………………………………………………………………. 90

هزينه كلي كمپرسور ……………………………………………………………………………………………………… 91
واحدهاي بازيافت گازهاي فلر در اقصي نقاط دنيا …………………………………………………………………. 107-108

فهرست نمودار ها

نمودار نحوه انتخاب كمپرسور بر حسب دبي و هد كمپرسور …………………………………………………………… 73

نمودار نحوه انتخاب كمپرسور بر حسب حجمي و فشار خروجي كمپرسور ……….. ……………………………….. 73
فهرست شكلها
نمايي از پالايشگاه تبريز …………………………………………………………………………………………………….. 5

واحدهاي پالايشگاه نفت و نماي شماتيك جريانهاي خوراك ومحصول ………………………………………………… 15
نماي شماتيك واحد بازيافت گاز فلر ……………………………………………………………………………………….. 18

نصب درزگير مايع ……………………………………………………………………………………………………………. 23

كمپرسور رفت و برگشتي با پيستون تك كاره ……………………………………………………………………………. 28

كمپرسور رفت و برگشتي با پيستون تك كاره و جريان آب براي خنك شدن……………………………………………. 30
كمپرسور دو مرحله اي مجهز به خنك كننده مياني ………………………………………………………………………. 31

كمپرسور رفت و برگشتي دو مرحله اي ، پيستون تك كاره ، با خنك كننده مياني ……………………………………. 32

كمپرسور رفت و برگشتي به همراه نمايي از سيلندر و پيستون ………………………………………………………… 32

واحد ساده بازيابي گاز زائد، نوع كمپرسور چرخه ـ مايع…………………………………………………………………… 35

واحدهاي جديد بازيابي گاز زائد پالايشگاه با قابليت بازيافت كامل ……………………………………………………… 36

نماي شماتيك يك ظرف فلاش ……………………………………………………………………………………………… 44

نمايي از يك جداكننده سه فازي ……………………………………………………………………………………………. 47

نماي شماتيك پروسه بازيابي گاز فلر مجهز به كمپرسور با چرخه مايع آمين…………………………………………. 48

پروسه فلرينگ معمولي ……………………………………………………………………………………………………. 49
پروسه بازيافت گازهاي فلر و عوايد اقتصادي و زيست محيطي ……………………………………………………….. 49
نحوه اندازه گيري و محاسبات ………………………………………………………………………………………………. 54

نحوه قرار گرفتن مناسب اندازه گيرها ……………………………………………………………………………………… 56

نمايي از يك جرقه زن پرتابه اي …………………………………………………………………………………………… 58

دياگرام شبيه سازي كمپرس سازي تك مرحله اي ……………………………………………………………………… 75

دياگرام شبيه سازي كمپرس سازي دو مرحله اي ………………………………………………………………………. 79
بدست آوردن ضريب U …………….ا………………………………………………………………………………………… 94

فصل اول
پالايشگاه تبريز به عنوان يكي از پالايشگاه هاي مهم كشور در زميني به مساحت حدود 150 هكتار در جنوب غربِ تبريز واقع شده است. محصولات توليدي اين پالايشگاه در آزمايشگاه مركزي اين مجتمع پالايشي بر اساس استانداردهاي جهاني مورد آزمايش و كنترل قرار مي گيرد. بعد از حصول اطمينان از مطابقت مشخصات محصولات با مشخصات تعيين شده شركت ملي پالايش و پخش فراورده هاي نفتي ايران، مجوز لازم براي صدور محصولات به مبادي توزيع صادر مي نمايد .

نفت خام ورودي به پالايشگاه از ميادين نفتي اهواز – آسماري و از طريق تاسيسات ري تامين مي شود. در حال حاضر انتقال نفت خام از تاسيسات ري به پالايشگاه تبريز توسط يك خط لوله16اينچي انجام مي پذيرد.

پالايشگاه نفت تبريز در سال 1353 طراحي و پس از خاتمه عمليات مربوط به احداث ، در بهمن ماه 1356 به بهره برداري رسيد. در دي ماه سال 1377 براساس سياستهاي جاري ساختار اداري پالايشگاه به نوع شركتي تغيير و دوره جديد فعاليت خود را با نام شركت پالايش نفت تبريز آغاز نموده است.
اين پالايشگاه در زميني به مساحت تقريبي 150 هكتار در ارتفاع 1362 متر از سطح دريا در جنوب غربي شهر تبربز احداث گرديده است . ظرفيت اسمي اوليه اين پالايشگاه 80000 بشكه در روز بود كه با اجراي طرحهاي ازدياد ظرفيت، هم اينك اين رقم به
110000 بشكه در روز افزايش يافته است.
شركت پالايش نفت تبريز داراي 14 واحد پالايش و 10 واحد جانبي مي باشد.
محصولات توليدي شركت در آزمايشگاه مركزي مجتمع پالايشي ، بر اساس استانداردهاي بين المللي و مشخصات تعيين شده شركت ملي پالايش و پخش فراورده هاي نفتي ايران مورد آزمايش و كنترل قرار گرفته و پس از صدور تائيديه هاي نهايي به شركت ملي پخش فراورده هاي نفتي ايران ارسال مي گردد.
طرح توسعه اي تحت عنوان Caspian sea Republic Oil Swap ) CROS ) با هدف فرآورش نفت خام كشورهاي حوزه درياي خزر و رفع تنگناهاي طرح افزايش ظرفيت در بهار سال 1382 اجراء گرديده و طي آن شركت توانائي فرآورش نفت خام هاي متنوع را كسب نموده است.

شركت پالايش نفت تبريز در راستاي به روز رساني نحوه مديريت سازمان و همسو شدن باتحولات ملي و بين المللي از اواخر سال 1377 اقدام به استقرار استانداردهاي نوين مديريتي نموده و در آذر ماه 1378موفق به اخذ گواهينامه مديريت كيفيت بر اساس استانداردهاي 9000ISO سال 1994 گرديد .

واحدهاي پالايشي شركت پالايش نفت تبريز به شرح جدول زير است[1] :

ظرفيت اسمي نام واحد رديف
بشكه در روز 115000 تقطِر در جو
1
بشكه در روز 50400 تقطير در خلا
2
بشكه در روز 12100 يونيفاينر نفتا
3
بشكه در روز 6500 كاهش گرانروي
4
بشكه در روز 13500 يونيفاينر نفت گاز
5
بشكه در روز 6500 گاز مايع
6
بشكه در روز 15000 آيزوماكس
7
بشكه در روز 16500 هيدروژن سازي
8
MMSCFD 34 تصفيه گاز با آمين
9
بشكه در روز 11000 آسفالت سازي
10
تن در روز 80 گوگرد سازي
11
بشكه در روز 4832 تصفيه آبهاي ترش
12
متر مكعب در ساعت 86 تبديل كاتاليسيتي
13

تقطير در فشار جو:
نفت خام به ميزان 115000 بشكه در روز جهت تفكيك به برشهاي نفتي از مخازن نگهداري نفت خام به اين واحد ارسال مي شود نفت خام با عبور از يك سري مبدل حرارتي، و گرمايش نهايي در كوره واحد تقطير، به برج تقطير وارد شده و در اين برج برشهاي نفتي براساس نقطه جوش در قسمتهاي مختلف تفكيك شده و هريك از فراورده هاي استحصالي پس از تبادل حرارت و سردشدن، به مخازن مربوطه و يا واحدهاي پائين دستي ارسال مي شود.
واحد تقطير در خلاء :
ته مانده برج تقطير در فشار جو به واحد تقطير در خلاء فرستاده شده و پس از گرم شدن مجدد به برج تقطير در خلاء ارسال مي گردد. اين برج توسط مكنده هاي قوي در فشار زير اتمسفر كنترل مي شود. در اين برج نيز محصولات براساس نقطه جوش تفكيك شده و پس از تبادل حرارت و سردشدن به مخازن مربوطه و يا واحدهاي پائين دستي ارسال ميگردند.
واحد يونيفاينر نفتا :
اين واحد با ظرفيت 85 مترمكعب در ساعت جهت تصفيه نفتا و گرفتن تركيبات گوگردي نيتروژني و اكسيژني از خوراك واحد بنزين سازي طراحي و نصب گرديده است عناصر مذكور تحت فشار هيدروژن بصورت آب ، آمونياك ، سولفيد هيدروژن از سيستم دفع شده و خوراك آماده انجام فرايند بنزين سازي مي شود.

كاهش گرانروي (003-U) :
محصول ته مانده برج خلاء جهت تنظيم گرانروي به واحد كاهش گرانروي ارسال مي گردد. در اين واحد مولكولهاي سنگين ته مانده برج خلاء در اثر فرايند شكست مولكولي در كوره، به مولكولهاي كوچكتر تبديل مي شوند كه باعث كاهش گرانروي محصول مي گردد. همچنين در اين واحد جهت تنظيم نهايي گرانروي محصول بدست آمده كه نفت كوره مي باشد، تسهيلات امتزاج نفت گاز و نفت سفيد در نظر گرفته شده است بنزين نامرغوب توليدي اين واحد جهت استفاده به عنوان سوخت به واحد تاسيسات ، برق و بخار ارسال مي گردد.
واحد يونيفاينر نفت گاز :
اين واحد با ظرفيت 5,88 مترمكعب در ساعت جهت تصفيه نفت گاز و گرفتن تركيبات گوگردي و نيتروژن از محصول نفت گاز طراحي و نصب شده است اين عمل تحت فشار هيدروژن انجام مي گيرد و مواد گوگردي بصورت سولفيد هيدروژن و تركيبات نيتروژني بصورت آمونياك از سيستم جدا مي شود و محصول نفت گاز طبق استاندارد N.I.O.C جهت مصرف به مخازن ذخيره سازي ارسال مي شود.
واحد گاز مايع :
برش قسمت بالاسري برج تقطير در فشار جو، پس از استحصال جهت تفكيك كامل به گاز سبك، گاز مايع و بنرين سبك به اين واحد ارسال مي شود و پس از فراورش نهايي، به عنوان گازمايع و بنزين سبك به مخازن مربوطه ارسال مي گردند. آيزوماكس (006-U):
واحد آيزوماكس 18000 بشكه در روز گازوئيل سنگين برج خلاء را تحت فشار و در مجاورت كاتاليست به محصولات نفتا، نفت سفيد و نفت گاز تبديل مي كند.
اين واحد ازسه بخش اساسي، فشرده سازي (كمپرسورها)، راكتورهاي فشار بالا و قسمت تفكيك تشكيل شده است. دركمپرسورها، هيدروژن تأميني فشرده شده و به همراه گاز گردشي وارد راكتورها مي شود. (هيدروژن مورد نياز از واحد هيدروژن سازي با درجه خلوص 5,94% تأمين مي گردد.) عمل شكست ملكولي و جذب هيدروژن در راكتورها انجام و محصولات در برج تفكيك جداسازي مي شوند.

واحد هيدروژن (007-U) :
واحد هيدروژن سازي جهت تأمين گاز هيدروژن واحد آيزوماكس، طراحي شده و ظرفيت آن 40120 نرمال مترمكعب در ساعت است .گاز هيدروژن با درجه خلوص حداقل 97% مي باشد خوراك واحد از بخار آب و گازهاي واحد تبديل كاتاليستي، تصفيه گاز با آمين و گازمايع تأمين مي گردد. از سال 1381 با گازرساني به پالايشگاه استفاده از گاز طبيعي به عنوان خوراك واحد هيدروژن سازي آغاز گرديده است.

بازيافت گازهاي فلر پالايشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

بازيافت گازهاي فلر پالايشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

فصل دوم

بازيافت گازهاي فلر در پالايشگاهها [3] :
در اكثر پالايشگاهها گازهاي فلر به عنوان گاز بي مصرف در برج فلر سوخته مي شوند ، چون اين گازها معمولا داراي اكسيدهاي نيتروژن NOx ، اكسيدهاي گوگرد SOx و گازهاي گلخانه اي مي باشند ، سوختن آنها باعث آلودگي محيط زيست شده و خسارات قابل ملاحظه اي به محيط زيست وارد مي آورند .
با توجه به افزايش روزافزون جمعيت جهان و نياز هرچه بيشتر به محصولات توليد شده در پالايشگاهها ، كارشناسان محيط زيست و مهندسين پس از بررسيهاي مختلف جهت به حداقل رساندن خطرات زيست محيطي توسط پالايشگاهها ، سيستم بازيافت گاز فلر را پيشنهاد نمودند ، كه علاوه بر به حداقل رساندن مواد آلاينده در آمد قابل توجهي نيز براي پالايشگاهها به همراه خواهد داشت .
در اين روش گازهاي فلر پس از فشرده شدن در كمپرسور به عنوان سوخت به مصرف كوره ها ، مشعل ها و … مي رسد . در صورت شبيه بودن تركيب درصد اين گازها به خوراك بعضي از واحدهاي پالايشگاه مي توان از اين گازها به عنوان خوراك واحد مذكور نيز استفاده كرد .
1-2- سيستم بازيافت گازهاي فلر [3] :
براي بازيابي گازهاي زائد فلر قبل از احتراق ، سيستم بازيابي گاز فلر طراحي مي شود. عملاً يك سيستم بازيافت گاز فلر، گاز را قبل از رسيدن به محل احتراق
( بعد از خروج از قطره گير) از لوله اصلي احتراق جمع آوري كرده، متراكم نموده و آن را براي استفاده مجدد در سيستم گاز سوختي پالايشگاه يا به عنوان خوراك ساير واحدها ، سرد مي كند.
شكل 1-2- نماي شماتيك واحد بازيافت گازهاي فلر[3]
از سوي ديگر، بسته به تركيب گاز زائد ، بخارات بازيافتي يا احتمالا مايعات كندانس شده نيز به عنوان ماده خام پالايشگاه مجدداً به چرخه بازگردانده مي شود. سيستم بازيابي گاز زائد مزاياي ديگري مانند كاهش شعله مرئي در برج فلر، كاهش صداي ناشي از سوختن گازها در برج فلر را دارا مي باشد .
متصديان پالايشگاه ها دريافته اند كه اجراي اين سيستم بازيابي نيازمند ارزيابي دقيق عمليات موجود احتراق و طراحي واحد بازيابي ميباشد. سيستم بازيابي بايد صرف نظر از ايمني و قابليت كاربرد ، با شيوه هاي احتراق موجود گازهاي زائد سازگاري داشته باشد.
2-2- طراحي اوليه [3]:
براي انجام يك ارزيابي مهندسي اوليه و بررسي قابليت اجراي عملي، بايد با توجه به اطلاعات موجود و استخراج شده از جمله فشار گاز ورودي و دماي آن ، اجزا و تركيب درصد مواد موجود در گاز ورودي ، فشار و دماي گاز مورد نياز به عنوان محصول واحد و … ، شبيه سازي واحد انجام شود. بعد از اين قسمت بايد تجهيزات موجود
( مثل درزگير مايع 8 ) بازبيني شوند تا مشخص شود آيا مي توان از اين تجهيزات در واحد استفاده كرد يا بايد تجهيزات را تعويض كرد يا تغيير داد . براي رسيدن به اين اهداف به صورت زير عمل مي شود :
براي تعيين سرعت جريان در لوله اصلي ، ابزار تعيين دبي در لوله اصلي نصب مي شود . جريانات اندازهگيري شده و براي شناخت الگوهاي جريان در عمليات عادي روزانه به طور بر اساس روزهاي هفته ثبت مي شود . در طي دوره بررسي، تكنسين هاي آزمايشگاهي بايد چندين نمونه گاز كه براي تعيين تركيبات گاز زائد جمع آوري مي شود را به كمك كروماتوگرافي گازي تجزيه كنند تا به اجزاي موجود در گاز فلر و تركيب درصد حدودي آنها پي برده شود . همزمان براي بررسي امكان استفاده از تجهيزات موجود در واحد بازيابي جديد ، طراحي و شرايط عملياتي دستگاههاي احتراق بازبيني مي شوند . در اين مرحله اصلاحاتي در مورد تجهيزات موجود براي احتراق و كنترل گازها انجام خواهد شد .
شناخت شرايط و نيازهاي فرآيند ما را قادر مي سازد تا اصول طرح را پايه ريزي كرده و امكان استفاده از اين تكنولوژي را براي سيستم فلر موجود ارزيابي نماييم.
3-2- طراحي و بررسي عمليات [3] :
يك سيستم احتراق بايد شامل يك قطره گير و درزگير مايع باشد . قطره گير مانع انتقال مايع به واحد احتراق و واحد بازيابي گاز زائد مي شود. درزگير مايع امكان عمليات بي خطر كل سيستم را فراهم كرده و باعث ايجاد فشار متقابل در لوله اصلي احتراق مي شود كه براي عملكرد بهينه واحد بازيابي گاز زائد ضروري است . همچنين درزگير مايع مي تواند به عنوان كنترل كننده سيستم كنترلي كمپرسور به كار رود. واحد بازيابي گاز زائد با لوله اصلي گاز زائد بين قطره گير و درزگير مايع ارتباط داشته و هرگاه جريان وجود داشته باشد ، گاز زائد از لوله اصلي وارد كمپرسور مي شود. واحد بازيابي گاز زائد به موازات سيستم موجود احتراق نصب شده و هر دو بهطور مستمر قابل استفاده مي باشند. اين بدان معناست كه در صورت بروز مشكل براي واحد بازيابي گاز زائد مي توان براي جلوگيري از انفجار و خطرات ديگر گازهاي فلر را به سمت برج فلر هدايت كرد و سوزاند .
نكته : اگر جريان گاز زائد كمتر از ميزان طراحي شده واحد بازيابي باشد ، كل جريان گاز فلر، بازيافت شده و هيچ احتراقي در برج فلر انجام نميشود. اگر جريان گاز زائد بيش از ظرفيت سيستم بازيابي گاز زائد باشد، واحد با حداكثر ظرفيت كاركرده و گازهاي زائد بيش از ظرفيت واحد بازيافت فلر به سمت برج فلر رفته و مي سوزند.
ظرفيت بهينه طرح در واحدهاي بازيابي گاز زائد كمتر از حداكثر جريان گاز زائد است.
4-2- اصلاح سيستم موجود [3] :
كنترل مؤثر ظرفيت و جريان در واحد بازيابي به فشار متقابل لوله اصلي احتراق بستگي دارد، كه نتيجه عمق درزگير مايع است .
اگر عمق درزگير مايع و سطح مايع مناسب نباشد ممكن است اشكالات زير به وجود آيد :
1- افزايش ناگهاني جريان كه سبب برهم خوردن (آتش گرفتن، خاموش شدن و احتراق مجدد) ايجاد دود، پف و سروصدا نامطلوب مي شود.
2- مشكلات كنترل ظرفيت كه احتمالاً منجر به خاموش شدن سيستم و كم شدن بازده عمليات مي شود .
بازيابي بي خطر، مؤثر و معتبر گاز زائد به عملكرد درست مكانيكي و اجراي نكات ايمني سيستم درزگير مايع بستگي دارد.
براي رسيدن به عمليات بي خطر احتراق، دو راه تغيير درزگير مايع بررسي مي شود :
1- جايگزيني درزگير مايع موجود با درزگير مايع جديد ( در صورت عدم كارايي درزگير موجود )
2- اصلاح درزگير موجود و آماده ساختن آن براي كار با واحد بازيافت گاز فلر

5-2- طراحي سيستم بازيافت [3 ]:
عمليات سيستم بازيابي گاز زائد، به شرايط فشاري لوله اصلي احتراق بستگي دارد.
فشار لوله اصلي براي ثابت نگه داشتن سرعت عمليات فشرده سازي در كمپرسور
( معمولا كمپرسور باچرخه مايع )كنترل شده و باعث حفظ تعادل فشار در لوله اصلي گاز زائد مي شود. حفظ فشار مثبت در لوله اصلي احتراق تضمين كننده وارد نشدن هوا به دستگاه احتراق يا واحد بازيابي گاز زائداست ،كه در صورت وقوع به انفجار مي انجامد . اگر حجم گاز القايي به سيستم احتراق بيش از ظرفيت واحد بازيافت باشد، توسطدستگاههاي كنترل فشار و سطح ، كه در لوله اصلي گاز فلر و درزگير مايع نصب شده اند، قسمتي از گاز فلر توسط يك شير كنترل به سمت برج فلر رانده شده و در آنجا مي سوزند .
واحد بازيافت گاز فلر با حداكثر ظرفيت و به صورت مداوم به كار ادامه مي دهد .
در صورت بروز اشكال در كمپرسور يا اجزاي ديگر واحد براي حفظ سلامتي كاركنان و پالايشگاه ، بايد گازهاي فلر را به صورت مستقيم و بدون گذر از واحد بازيافت گاز فلر به سمت برج فلر هدايت كرد و سوزاند .
6-2- انتخاب كمپرسور [3] :
با توجه به زيرساخت طراحي سيستم و ظرفيت بازيابي گاز زائد، كمپرسور گاز انتخاب مي شود . مناسب بودن كمپرسور براي بازيابي گاز فلر به عوامل بسياري همچون :
1- شرايط فرآيند 2- بازده 3- قابليت اطمينان 4- برآورده كردن نيازها
5- تركيبات موجود درگاز فلر پالايشگاه بستگي دارد.
معمولا كمپرسور حلقه مايع براي هر واحد بازيابي گاز زائد در نظر گرفته مي شود ، استفاده از كمپرسور هاي ديگر مثل كمپرسور رفت و برگشتي و كمپرسور سانتريفيوژ هم بسيار متداول است .
كمپرسورهاي چرخه مايع از يك مايع (غالباُ آب) براي ايجاد مكش به شكل حلقهبين انتهاي بيروني محفظه محرّك و كمپرسور استفاده ميكنند. نيروي گريز از مركز مايع را به جدار بيروني سوق داده و باعث ايجاد مكش مي شود . اين مايع همچنين براي ايمني بيشتر قسمتي از حرارت را از گاز بازيافت شده مي گيرد تا كمپرسور خنك شود.
انتخاب كمپرسور براساس اعتبار، هزينه كل و ويژگي هاي خاص سازنده مي باشد.
كمپرسورهاي چرخه مايع بسيار معتبر بوده و بازده خوبي را با زمان هاي اجراي طولاني تر و هزينه هاي نگهداري پايين تربرآورده مي سازند.
6-2- 1 – كمپرسورها :
6-2- 1 – الف- انواع كمپرسورها [4] :
كمپرسورها دستگاههايي هستند كه مطابق مدل پمپ براي سيالات به كار ميروند و همان دسته بندي پمپها را نيز دارند. اين دسته بندي بهصورت زير است:
Rotary Compressors «كمپرسورهاي رو تاري »چرخشي -1 Reciprocating Compressors كمپرسورهاي رفت و برگشتي -2
3- كمپرسورهاي گريز از مركز يا سانتريفيوژ Centrifugal Compressors
تفاوت كمپرسورها و پمپها در اين است كه كمپرسورها باعث كاهش زياد حجم
سيالات ميشوند. كه اين عمل باعث مي شود كه گازها به مايع تبديل شوند، اما در پمپها كاهش حجم سيالات كه مايع هستند ناچيز است.
معمولا كمپرسورهاي سانتريفيوژ زماني بهكار مي روند كه اختلاف فشار زياد نباشد يا اصطلاحاً نياز به افزايش فشار زيادي نباشد در حقيقت براي افزايش فشارهاي كم يا متوسط از اين نوع كمپرسورها استفاده مي كنيم »psi 50-5/0«
كمپرسورهاي دوار چرخشي يا كمپرسورهاي روتاري را زماني استفاده مي كنيم كه ظرفيت كم باشد و يا فشار در قسمت خروجي تا psi 100 مورد نياز باشد.
كمپرسورهاي رفت و برگشتي معروفترين نوع كمپرسورها ميباشند كه مي توانند جريان كوچكي از گازها را تا psig 3500 فشرده كنند. توجه داشته باشيد كه با طراحي خاص مي توان كمپرسورهايي ساخت كه بتوانند فشار را تا psig 25000 فشرده كنند .
در فصل هاي بعد خواهيم ديد كه كمپرسور مورد نياز براي گازهاي فلر پالايشگاه تبريز از نوع كمپرسورهاي رفت و برگشتي خواهد بود لذا در اين قسمت به شرح مختصر اين نوع كمپرسور مي پردازيم :
كمپرسورهاي رفت و برگشتي :
كمپرسورهاي رفت وبرگشتي دستگاههايي هستند كه به صورت مستقيم باعث كاهش حجم مي شوند . گاز ورودي به كمپرسور توسط يك پيستون در داخل سيلندر فشرده شده و به سمت خروجي دستگاه رانده مي شود .تغيير دانسيته گاز به هيچ وجه روي كار مورد نياز دستگاه يا در نگهداري و عملكرد 9 تاثيري ندارد .كمپرسور رفت و برگشتي يك دستگاه جابجايي مثبت 10 مي باشد. اين نوع كمپرسور از نظر كارايي تئوري و قيمت از كمپرسور گريز از مركز ارزانتر است. مزيت مهم اين نوع ازكمپرسور ساده بودن آن است .
معايب كمپرسورهاي رفت و برگشتي عبارتند از :
1- ارتعاش 11 زياد
2- عدم قابليت اطمينان مكانيكي
دو نوع از كمپرسور رفت و برگشتي از لحاظ طراحي سيلندر و پيستون وجود دارد . اگر در دوطرف كمپرسور سيلندر كمپرسور شير براي خروج گاز وجود داشته باشد ( سيلندر هم در رفت و هم در برگشت گاز را فشرده كند ) كمپرسور را كمپرسور پييستون دوكاره12 مي گويند و در غير اينصورت كمپرسور داراي پيستون تك كاره13 است .سمتي از سيلندر كمپرسور را كه نزديك شفت است انتهاي كرانك 14 و طرف ديگر را انتهاي سر15 مي گويند.

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان