مقدمه :
حتی در پیشرفته ترین کشورهای دنیا بیش از یک دهه از عمر فناوری نوین بازیافت گازهای فلر نمی گذرد ، لذا این روش یکی از روشهای جدید برای استفاده از ضایعات پالایشگاهها می باشد.
از جمله کشورهایی که در زمینه بازیافت گازهای فلر فعالیت دارند می توان از ایالات متحده آمریکا ، ایتالیا ، هلند و سوییس نام برد .
در کشورهای آسیایی و خصوصا کشورهای واقع در منطقه خاورمیانه ( بعلت نفت خیز بودن این مناطق ) فناوریهای بازیافت مواد زاید پالایشگاهی مثل گازهای فلر از اهمیت زیادی برخوردار می باشد .
لازم به ذکر است در انجام این پروژه اطلاعات پالایشگاه تبریز پایه محاسبات قرار گرفته است . بازیافت گازهای فلر روشی است که در آن از گازهای زایدی که در برجهای فلر سوزانده می شوند به بهترین نحو استفاده می شود .
برای نیل به این منظور گازهای فلر پس از جمع آوری از لوله اصلی 1 و قطره گیر2 فلر، به سمت یک کمپرسور می روند ، طراحی و انتخاب این کمپرسور مهمترین قسمت پروژه می باشد . پس از فشرده شدن گاز بر اساس ساختار پالایشگاه یا واحد مربوطه گازها و مایعات به عنوان خوراک یا سوخت مورد استفاده قرار می گیرند .
برای فشرده ساختن گازها و طراحی واحد بازیافت گازهای فلر معمولا از کمپرسورهای دارای چرخه مایع 3 و یا کمپرسورهای رفت و برگشتی4 استفاده می کنند.
مزیت کمپرسورهای دارای چرخه مایع خنک شدن گازها در هنگام کمپرس شدن توسط انتقال حرارت با مایع داخل کمپرسور ( معمولا آب ) می باشد ، در صورت تمایل به جداسازی سولفید هیدروژن گازهای فلر می توان از آمین به جای آب استفاده کرد .
اما کمپرسورهای رفت و برگشتی را بسیار راحتتر از کمپرسورهای با چرخه مایع می توان خریداری کرد، همچنین تهیه لوازم یدکی ، تعمیرات و نگهداری این نوع از کمپرسورها راحتتر می باشند .در صورت استفاده از کمپرسورهای رفت و برگشتی باید به این نکته توجه کرد که در صورت افزایش دما بیش از حد مجاز امکان انفجار وجود دارد .به همین دلیل در این پروژه دو حالت برای شبیه سازی مورد بحث قرار می گیرد :
حالت اول – خنک کردن گاز ورودی قبل از داخل شدن به کمپرسور : این روش باعث می شود فشرده سازی گاز در یک مرحله انجام شود و لذا هزینه اولیه کمپرسور کاهش یابد ولی در عوض باید هزینه خنک کن را به هزینه واحد اضافه کنیم.
حالت دوم – فشرده کردن گاز توسط یک کمپرسور دو مرحله ای : در این حالت به علت دو مرحله ای بودن کمپرسور و وجود خنک کننده میانی 5 هزینه کمپرسور افزایش می یابد اما در عوض نیازی به حنک کننده گاز ورودی نیست.
در نهایت باید با بررسی اقتصادی 6 بهترین حالت را انتخاب و گزارش نمود.
در انتهای این پروژه و در قسمت محاسبات مشخص می شود کمپرسور تک مرحله ای برای پالایشگاه تبریز که یکی از پالایشگاههای بزرگ ایران است ، مناسب تر است .
همچنین خواهیم دید این پروژه با عواید اقتصادی نیز توام است ( در حدود نودوسه میلیون تومان سوددهی در سال ) .
در صورت اجرای قرارداد کیوتو7 در ایران مساله بازیافت گازهای فلر از اهمیت بیشتری برخوردار خواهد شد که این مساله اهمیت تحقیق در مورد گازهای فلر پالایشگاهها ، پتروشیمی ها و دیگر صنایع را نشان می دهد .
از کشورهای تولید کننده این تجهیزات صنعتی می توان از یالات متحده ، سوییس ، ایتالیا و هلند نام برد .

بازیافت گازهای فلر پالایشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

بازیافت گازهای فلر پالایشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

فهرست مطالب
چکیده ……………………………………………………………………………………………………………………… 1

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

فصل اول : آشنایی با پالایشگاه تبریز

پالایشگاه تبریز و بررسی واحدهای مختلف آن ……………………………………………………………………….. 5

واحد تقطیر در فشار جو …………………………………………………………………………………………………. 8

واحد تقطیر در خلاء …………………………………………………………………………………………………….. 8

واحد یونیفاینر نفتا ……………………………………………………………………………………………………….. 8

واحد کاهش گرانروی …………………………………………………………………………………………………… 9

واحد یونیفاینر نفت گاز …………………………………………………………………………………………………. 9

واحد گاز مایع ………………………………………………………………………………………………………….. 9

واحد آیزوماکس ………………………………………………………………………………………………………. 10

واحد هیدروژن ………………………………………………………………………………………………………… 10

واحد تصفیه گاز با آمین ………………………………………………………………………………………………. 11

واحد آسفالت سازی …………………………………………………………………………………………………… 11

واحد گوگرد سازی …………………………………………………………………………………………………… 12

واحد تصفیه آبهای ترش ………………………………………………………………………………………………. 12

واحد تبدیل کاتالیستی ………………………………………………………………………………………………….. 12

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

واحد تصفیه آبهای صنعتی …………………………………………………………………………………………… 13

واحد بازیافت آبهای آلوده ……………………………………………………………………………………………… 14

فصل دوم : بازیافت گازهای فلر پالایشگاه

بازیافت فلر پالایشگاهها …………………………………………………………………………………………………… 17

سیستم بازیافت گازهای فلر ………………………………………………………………………………………………. 18

طراحی اولیه ……………………………………………………………………………………………………… …………19

طراحی و بررسی عملیات ………………………………………………………………………………………………… 21

اصلاح سیستم موجود …………………………………………………………………………………………………….. 22

طراحی سیستم بازیافت …………………………………………………………………………………………………… 23

انتخاب کمپرسور ……………………………………………………………………………………………………….. ……24

انواع کمپرسور…………………………………………………………………………………………………………………. 25 25کمپرسورهای رفت و برگشتی …………………………………………………………………………………………..27

تئوری و محاسبات …………………………………………………………………………………………………………… 33

تفکیک کننده سه فازی ……………………………………………………………………………………………………….37

طراحی مکانیکی جداکننده سه فازی ………………………………………………………………. …………………….38

جداکننده های مایع – مایع …………………………………………………………………………………………………. 39

ظروف جداسازی گاز – مایع ………………………………………………………………………………………………… 42

سایز قطرات ……………………………………………………………………………………………………………………. 42

محاسبه نرخ ته نشینی ……………………………………………………………………………………………………… 43
جداکننده های مایع – گاز از لحاظ ترمودینامیکی و تعادل فازی ………………………………………………………….44

تکنولوژی جدید ……………………………………………………………………………………………………………. 47

فصل سوم :اندازه گیری گازهای فلر

اندازه گیری گازهای فلر ………………………………………………………………………………………………… 51

تئوری کار …………………………………………………………………………………………………………………. 53

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

محل قرار گرفتن اندازه گیرها …………………………………………………………………………………………. 56

فصل چهارم : داده ها و نیازهای پالایشگاه تبریز و محاسبات پروژه

نکاتی که باید به آنها توجه داشت ………………………………………………………………………………………. 60

نیازهای پالایشگاه تبریز …………………………………………………………………………………………………… 63

نحوه انجام کار و پیشرفت پروژه …………………………………………………………………………………………. 64

بدست آوردن اطلاعات مورد نیاز از داده های موجود ………………………………………………………………….. 65

شبیه سازی و اعلام نتایج شبیه سازی ………………………………………………………………………………. 74

محاسبات قیمت کمپرسورها …………………………………………………………………………………………… 85

هزینه کلی کمپرسور ……………………………………………………………………………………………………. 91

قیمت مبدلهای حرارتی ………………………………………………………………………………………………….92

92 محاسبه درآمد ………………………………………………………………………………………………………. 103
بررسی اقتصادی پروژه و اعلام توجیه اقتصادی و اتخاذ تصمیم نهایی ……………………………………………. 105
نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………………. 106

ارائه مثالهایی ار پروژه های انجام شده در تمامی جهان به منظور اثبات عملی بودن طرح …………………….107
جمع بندی و نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………….. 109
کاتالوگ کمپرسور با چرخه مایع…………………………………………………………………………………. خ-ط- ظ- ع
محاسبه قیمت پیشنهادی شرکت گارو …………………………………………………………………………………. ح
فهرست منابع فارسی……………………………………………………………………………………………………. ق

فهرست منابع غیر فارسی…………………………………………………………………………………………. ک-1، ک
-2 فهرست نامها ………………………………………………………………………………………………………….. گ

چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………………. ل

فهرست جداول

واحدهای پالایشی شرکت پالایش نفت تبریز ……………………………………………………………………………. 7

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

مشخص کردن فاز پراکنده بر حسب فاکتور ψ………ا……………………………………………………………………. 41

ترکیب درصد و جرم مولکولی متوسط گاز ارسالی به فلر در پالایشگاه تبریز …………………………………………. 66
ترکیب درصد و مواد ارسالی به فلر در پالایشگاه تبریز …………………………………………………………………. 67

مقدار γ برای گازها ……………………………………………………………………………………………………….. 69

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

مقادیر نهاییγ …..ا……………………………………………………………………………………………………….. 70
جداول خواص گازها در PFD کمپرس سازی تک مرحله ای……………………………………………………….. 76-78

جداول خواص گازها در PFD کمپرس سازی دو مرحله ای……………………………………………………….. 80- 82

مقادیر FD بر حسب کمپرسور و مشخصات آن ………………………………………………………………………….. 85

مقادیر FM بر حسب کمپرسور و مشخصات آن ………………………………………………………………………….. 85

نتایج محاسبات قیمت کمپرسور …………………………………………………………………………………………. 86

مقدار ثابت لانگ ……………………………………………………………………………………………………………. 88
قیمت کمپرسور با موتور معمولی بدون در نظر گرفتن هزینه الکتریسیته ……………………………………………. 89

قیمت کمپرسور با موتور معمولی بدون در نظر گرفتن هزینه الکتریسیته و با محاسبه و دخالت ضریب استهلاک ………………………………………………………………………………………………………………………………… 90

هزینه الکتریسیته کمپرسور ………………………………………………………………………………………………. 90

هزینه کلی کمپرسور ……………………………………………………………………………………………………… 91
واحدهای بازیافت گازهای فلر در اقصی نقاط دنیا …………………………………………………………………. 107-108

فهرست نمودار ها

نمودار نحوه انتخاب کمپرسور بر حسب دبی و هد کمپرسور …………………………………………………………… 73

نمودار نحوه انتخاب کمپرسور بر حسب حجمی و فشار خروجی کمپرسور ……….. ……………………………….. 73
فهرست شکلها
نمایی از پالایشگاه تبریز …………………………………………………………………………………………………….. 5

واحدهای پالایشگاه نفت و نمای شماتیک جریانهای خوراک ومحصول ………………………………………………… 15
نمای شماتیک واحد بازیافت گاز فلر ……………………………………………………………………………………….. 18

نصب درزگیر مایع ……………………………………………………………………………………………………………. 23

کمپرسور رفت و برگشتی با پیستون تک کاره ……………………………………………………………………………. 28

کمپرسور رفت و برگشتی با پیستون تک کاره و جریان آب برای خنک شدن……………………………………………. 30
کمپرسور دو مرحله ای مجهز به خنک کننده میانی ………………………………………………………………………. 31

کمپرسور رفت و برگشتی دو مرحله ای ، پیستون تک کاره ، با خنک کننده میانی ……………………………………. 32

کمپرسور رفت و برگشتی به همراه نمایی از سیلندر و پیستون ………………………………………………………… 32

واحد ساده بازیابی گاز زائد، نوع کمپرسور چرخه ـ مایع…………………………………………………………………… 35

واحدهای جدید بازیابی گاز زائد پالایشگاه با قابلیت بازیافت کامل ……………………………………………………… 36

نمای شماتیک یک ظرف فلاش ……………………………………………………………………………………………… 44

نمایی از یک جداکننده سه فازی ……………………………………………………………………………………………. 47

نمای شماتیک پروسه بازیابی گاز فلر مجهز به کمپرسور با چرخه مایع آمین…………………………………………. 48

پروسه فلرینگ معمولی ……………………………………………………………………………………………………. 49
پروسه بازیافت گازهای فلر و عواید اقتصادی و زیست محیطی ……………………………………………………….. 49
نحوه اندازه گیری و محاسبات ………………………………………………………………………………………………. 54

نحوه قرار گرفتن مناسب اندازه گیرها ……………………………………………………………………………………… 56

نمایی از یک جرقه زن پرتابه ای …………………………………………………………………………………………… 58

دیاگرام شبیه سازی کمپرس سازی تک مرحله ای ……………………………………………………………………… 75

دیاگرام شبیه سازی کمپرس سازی دو مرحله ای ………………………………………………………………………. 79
بدست آوردن ضریب U …………….ا………………………………………………………………………………………… 94

فصل اول
پالایشگاه تبریز به عنوان یکی از پالایشگاه های مهم کشور در زمینی به مساحت حدود 150 هکتار در جنوب غربِ تبریز واقع شده است. محصولات تولیدی این پالایشگاه در آزمایشگاه مرکزی این مجتمع پالایشی بر اساس استانداردهای جهانی مورد آزمایش و کنترل قرار می گیرد. بعد از حصول اطمینان از مطابقت مشخصات محصولات با مشخصات تعیین شده شرکت ملی پالایش و پخش فراورده های نفتی ایران، مجوز لازم برای صدور محصولات به مبادی توزیع صادر می نماید .

نفت خام ورودی به پالایشگاه از میادین نفتی اهواز – آسماری و از طریق تاسیسات ری تامین می شود. در حال حاضر انتقال نفت خام از تاسیسات ری به پالایشگاه تبریز توسط یک خط لوله16اینچی انجام می پذیرد.

پالایشگاه نفت تبریز در سال 1353 طراحی و پس از خاتمه عملیات مربوط به احداث ، در بهمن ماه 1356 به بهره برداری رسید. در دی ماه سال 1377 براساس سیاستهای جاری ساختار اداری پالایشگاه به نوع شرکتی تغییر و دوره جدید فعالیت خود را با نام شرکت پالایش نفت تبریز آغاز نموده است.
این پالایشگاه در زمینی به مساحت تقریبی 150 هکتار در ارتفاع 1362 متر از سطح دریا در جنوب غربی شهر تبربز احداث گردیده است . ظرفیت اسمی اولیه این پالایشگاه 80000 بشکه در روز بود که با اجرای طرحهای ازدیاد ظرفیت، هم اینک این رقم به
110000 بشکه در روز افزایش یافته است.
شرکت پالایش نفت تبریز دارای 14 واحد پالایش و 10 واحد جانبی می باشد.
محصولات تولیدی شرکت در آزمایشگاه مرکزی مجتمع پالایشی ، بر اساس استانداردهای بین المللی و مشخصات تعیین شده شرکت ملی پالایش و پخش فراورده های نفتی ایران مورد آزمایش و کنترل قرار گرفته و پس از صدور تائیدیه های نهایی به شرکت ملی پخش فراورده های نفتی ایران ارسال می گردد.
طرح توسعه ای تحت عنوان Caspian sea Republic Oil Swap ) CROS ) با هدف فرآورش نفت خام کشورهای حوزه دریای خزر و رفع تنگناهای طرح افزایش ظرفیت در بهار سال 1382 اجراء گردیده و طی آن شرکت توانائی فرآورش نفت خام های متنوع را کسب نموده است.

شرکت پالایش نفت تبریز در راستای به روز رسانی نحوه مدیریت سازمان و همسو شدن باتحولات ملی و بین المللی از اواخر سال 1377 اقدام به استقرار استانداردهای نوین مدیریتی نموده و در آذر ماه 1378موفق به اخذ گواهینامه مدیریت کیفیت بر اساس استانداردهای 9000ISO سال 1994 گردید .

واحدهای پالایشی شرکت پالایش نفت تبریز به شرح جدول زیر است[1] :

ظرفیت اسمی نام واحد ردیف
بشکه در روز 115000 تقطِر در جو
1
بشکه در روز 50400 تقطیر در خلا
2
بشکه در روز 12100 یونیفاینر نفتا
3
بشکه در روز 6500 کاهش گرانروی
4
بشکه در روز 13500 یونیفاینر نفت گاز
5
بشکه در روز 6500 گاز مایع
6
بشکه در روز 15000 آیزوماکس
7
بشکه در روز 16500 هیدروژن سازی
8
MMSCFD 34 تصفیه گاز با آمین
9
بشکه در روز 11000 آسفالت سازی
10
تن در روز 80 گوگرد سازی
11
بشکه در روز 4832 تصفیه آبهای ترش
12
متر مکعب در ساعت 86 تبدیل کاتالیسیتی
13

تقطیر در فشار جو:
نفت خام به میزان 115000 بشکه در روز جهت تفکیک به برشهای نفتی از مخازن نگهداری نفت خام به این واحد ارسال می شود نفت خام با عبور از یک سری مبدل حرارتی، و گرمایش نهایی در کوره واحد تقطیر، به برج تقطیر وارد شده و در این برج برشهای نفتی براساس نقطه جوش در قسمتهای مختلف تفکیک شده و هریک از فراورده های استحصالی پس از تبادل حرارت و سردشدن، به مخازن مربوطه و یا واحدهای پائین دستی ارسال می شود.
واحد تقطیر در خلاء :
ته مانده برج تقطیر در فشار جو به واحد تقطیر در خلاء فرستاده شده و پس از گرم شدن مجدد به برج تقطیر در خلاء ارسال می گردد. این برج توسط مکنده های قوی در فشار زیر اتمسفر کنترل می شود. در این برج نیز محصولات براساس نقطه جوش تفکیک شده و پس از تبادل حرارت و سردشدن به مخازن مربوطه و یا واحدهای پائین دستی ارسال میگردند.
واحد یونیفاینر نفتا :
این واحد با ظرفیت 85 مترمکعب در ساعت جهت تصفیه نفتا و گرفتن ترکیبات گوگردی نیتروژنی و اکسیژنی از خوراک واحد بنزین سازی طراحی و نصب گردیده است عناصر مذکور تحت فشار هیدروژن بصورت آب ، آمونیاک ، سولفید هیدروژن از سیستم دفع شده و خوراک آماده انجام فرایند بنزین سازی می شود.

کاهش گرانروی (003-U) :
محصول ته مانده برج خلاء جهت تنظیم گرانروی به واحد کاهش گرانروی ارسال می گردد. در این واحد مولکولهای سنگین ته مانده برج خلاء در اثر فرایند شکست مولکولی در کوره، به مولکولهای کوچکتر تبدیل می شوند که باعث کاهش گرانروی محصول می گردد. همچنین در این واحد جهت تنظیم نهایی گرانروی محصول بدست آمده که نفت کوره می باشد، تسهیلات امتزاج نفت گاز و نفت سفید در نظر گرفته شده است بنزین نامرغوب تولیدی این واحد جهت استفاده به عنوان سوخت به واحد تاسیسات ، برق و بخار ارسال می گردد.
واحد یونیفاینر نفت گاز :
این واحد با ظرفیت 5,88 مترمکعب در ساعت جهت تصفیه نفت گاز و گرفتن ترکیبات گوگردی و نیتروژن از محصول نفت گاز طراحی و نصب شده است این عمل تحت فشار هیدروژن انجام می گیرد و مواد گوگردی بصورت سولفید هیدروژن و ترکیبات نیتروژنی بصورت آمونیاک از سیستم جدا می شود و محصول نفت گاز طبق استاندارد N.I.O.C جهت مصرف به مخازن ذخیره سازی ارسال می شود.
واحد گاز مایع :
برش قسمت بالاسری برج تقطیر در فشار جو، پس از استحصال جهت تفکیک کامل به گاز سبک، گاز مایع و بنرین سبک به این واحد ارسال می شود و پس از فراورش نهایی، به عنوان گازمایع و بنزین سبک به مخازن مربوطه ارسال می گردند. آیزوماکس (006-U):
واحد آیزوماکس 18000 بشکه در روز گازوئیل سنگین برج خلاء را تحت فشار و در مجاورت کاتالیست به محصولات نفتا، نفت سفید و نفت گاز تبدیل می کند.
این واحد ازسه بخش اساسی، فشرده سازی (کمپرسورها)، راکتورهای فشار بالا و قسمت تفکیک تشکیل شده است. درکمپرسورها، هیدروژن تأمینی فشرده شده و به همراه گاز گردشی وارد راکتورها می شود. (هیدروژن مورد نیاز از واحد هیدروژن سازی با درجه خلوص 5,94% تأمین می گردد.) عمل شکست ملکولی و جذب هیدروژن در راکتورها انجام و محصولات در برج تفکیک جداسازی می شوند.

واحد هیدروژن (007-U) :
واحد هیدروژن سازی جهت تأمین گاز هیدروژن واحد آیزوماکس، طراحی شده و ظرفیت آن 40120 نرمال مترمکعب در ساعت است .گاز هیدروژن با درجه خلوص حداقل 97% می باشد خوراک واحد از بخار آب و گازهای واحد تبدیل کاتالیستی، تصفیه گاز با آمین و گازمایع تأمین می گردد. از سال 1381 با گازرسانی به پالایشگاه استفاده از گاز طبیعی به عنوان خوراک واحد هیدروژن سازی آغاز گردیده است.

بازیافت گازهای فلر پالایشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

بازیافت گازهای فلر پالایشگاه (به همراه بررسی نمونه موردی)

فصل دوم

بازیافت گازهای فلر در پالایشگاهها [3] :
در اکثر پالایشگاهها گازهای فلر به عنوان گاز بی مصرف در برج فلر سوخته می شوند ، چون این گازها معمولا دارای اکسیدهای نیتروژن NOx ، اکسیدهای گوگرد SOx و گازهای گلخانه ای می باشند ، سوختن آنها باعث آلودگی محیط زیست شده و خسارات قابل ملاحظه ای به محیط زیست وارد می آورند .
با توجه به افزایش روزافزون جمعیت جهان و نیاز هرچه بیشتر به محصولات تولید شده در پالایشگاهها ، کارشناسان محیط زیست و مهندسین پس از بررسیهای مختلف جهت به حداقل رساندن خطرات زیست محیطی توسط پالایشگاهها ، سیستم بازیافت گاز فلر را پیشنهاد نمودند ، که علاوه بر به حداقل رساندن مواد آلاینده در آمد قابل توجهی نیز برای پالایشگاهها به همراه خواهد داشت .
در این روش گازهای فلر پس از فشرده شدن در کمپرسور به عنوان سوخت به مصرف کوره ها ، مشعل ها و … می رسد . در صورت شبیه بودن ترکیب درصد این گازها به خوراک بعضی از واحدهای پالایشگاه می توان از این گازها به عنوان خوراک واحد مذکور نیز استفاده کرد .
1-2- سیستم بازیافت گازهای فلر [3] :
برای بازیابی گازهای زائد فلر قبل از احتراق ، سیستم بازیابی گاز فلر طراحی می شود. عملاً یک سیستم بازیافت گاز فلر، گاز را قبل از رسیدن به محل احتراق
( بعد از خروج از قطره گیر) از لوله اصلی احتراق جمع آوری کرده، متراکم نموده و آن را برای استفاده مجدد در سیستم گاز سوختی پالایشگاه یا به عنوان خوراک سایر واحدها ، سرد می کند.
شکل 1-2- نمای شماتیک واحد بازیافت گازهای فلر[3]
از سوی دیگر، بسته به ترکیب گاز زائد ، بخارات بازیافتی یا احتمالا مایعات کندانس شده نیز به عنوان ماده خام پالایشگاه مجدداً به چرخه بازگردانده می شود. سیستم بازیابی گاز زائد مزایای دیگری مانند کاهش شعله مرئی در برج فلر، کاهش صدای ناشی از سوختن گازها در برج فلر را دارا می باشد .
متصدیان پالایشگاه ها دریافته اند که اجرای این سیستم بازیابی نیازمند ارزیابی دقیق عملیات موجود احتراق و طراحی واحد بازیابی میباشد. سیستم بازیابی باید صرف نظر از ایمنی و قابلیت کاربرد ، با شیوه های احتراق موجود گازهای زائد سازگاری داشته باشد.
2-2- طراحی اولیه [3]:
برای انجام یک ارزیابی مهندسی اولیه و بررسی قابلیت اجرای عملی، باید با توجه به اطلاعات موجود و استخراج شده از جمله فشار گاز ورودی و دمای آن ، اجزا و ترکیب درصد مواد موجود در گاز ورودی ، فشار و دمای گاز مورد نیاز به عنوان محصول واحد و … ، شبیه سازی واحد انجام شود. بعد از این قسمت باید تجهیزات موجود
( مثل درزگیر مایع 8 ) بازبینی شوند تا مشخص شود آیا می توان از این تجهیزات در واحد استفاده کرد یا باید تجهیزات را تعویض کرد یا تغییر داد . برای رسیدن به این اهداف به صورت زیر عمل می شود :
برای تعیین سرعت جریان در لوله اصلی ، ابزار تعیین دبی در لوله اصلی نصب می شود . جریانات اندازهگیری شده و برای شناخت الگوهای جریان در عملیات عادی روزانه به طور بر اساس روزهای هفته ثبت می شود . در طی دوره بررسی، تکنسین های آزمایشگاهی باید چندین نمونه گاز که برای تعیین ترکیبات گاز زائد جمع آوری می شود را به کمک کروماتوگرافی گازی تجزیه کنند تا به اجزای موجود در گاز فلر و ترکیب درصد حدودی آنها پی برده شود . همزمان برای بررسی امکان استفاده از تجهیزات موجود در واحد بازیابی جدید ، طراحی و شرایط عملیاتی دستگاههای احتراق بازبینی می شوند . در این مرحله اصلاحاتی در مورد تجهیزات موجود برای احتراق و کنترل گازها انجام خواهد شد .
شناخت شرایط و نیازهای فرآیند ما را قادر می سازد تا اصول طرح را پایه ریزی کرده و امکان استفاده از این تکنولوژی را برای سیستم فلر موجود ارزیابی نماییم.
3-2- طراحی و بررسی عملیات [3] :
یک سیستم احتراق باید شامل یک قطره گیر و درزگیر مایع باشد . قطره گیر مانع انتقال مایع به واحد احتراق و واحد بازیابی گاز زائد می شود. درزگیر مایع امکان عملیات بی خطر کل سیستم را فراهم کرده و باعث ایجاد فشار متقابل در لوله اصلی احتراق می شود که برای عملکرد بهینه واحد بازیابی گاز زائد ضروری است . همچنین درزگیر مایع می تواند به عنوان کنترل کننده سیستم کنترلی کمپرسور به کار رود. واحد بازیابی گاز زائد با لوله اصلی گاز زائد بین قطره گیر و درزگیر مایع ارتباط داشته و هرگاه جریان وجود داشته باشد ، گاز زائد از لوله اصلی وارد کمپرسور می شود. واحد بازیابی گاز زائد به موازات سیستم موجود احتراق نصب شده و هر دو بهطور مستمر قابل استفاده می باشند. این بدان معناست که در صورت بروز مشکل برای واحد بازیابی گاز زائد می توان برای جلوگیری از انفجار و خطرات دیگر گازهای فلر را به سمت برج فلر هدایت کرد و سوزاند .
نکته : اگر جریان گاز زائد کمتر از میزان طراحی شده واحد بازیابی باشد ، کل جریان گاز فلر، بازیافت شده و هیچ احتراقی در برج فلر انجام نمیشود. اگر جریان گاز زائد بیش از ظرفیت سیستم بازیابی گاز زائد باشد، واحد با حداکثر ظرفیت کارکرده و گازهای زائد بیش از ظرفیت واحد بازیافت فلر به سمت برج فلر رفته و می سوزند.
ظرفیت بهینه طرح در واحدهای بازیابی گاز زائد کمتر از حداکثر جریان گاز زائد است.
4-2- اصلاح سیستم موجود [3] :
کنترل مؤثر ظرفیت و جریان در واحد بازیابی به فشار متقابل لوله اصلی احتراق بستگی دارد، که نتیجه عمق درزگیر مایع است .
اگر عمق درزگیر مایع و سطح مایع مناسب نباشد ممکن است اشکالات زیر به وجود آید :
1- افزایش ناگهانی جریان که سبب برهم خوردن (آتش گرفتن، خاموش شدن و احتراق مجدد) ایجاد دود، پف و سروصدا نامطلوب می شود.
2- مشکلات کنترل ظرفیت که احتمالاً منجر به خاموش شدن سیستم و کم شدن بازده عملیات می شود .
بازیابی بی خطر، مؤثر و معتبر گاز زائد به عملکرد درست مکانیکی و اجرای نکات ایمنی سیستم درزگیر مایع بستگی دارد.
برای رسیدن به عملیات بی خطر احتراق، دو راه تغییر درزگیر مایع بررسی می شود :
1- جایگزینی درزگیر مایع موجود با درزگیر مایع جدید ( در صورت عدم کارایی درزگیر موجود )
2- اصلاح درزگیر موجود و آماده ساختن آن برای کار با واحد بازیافت گاز فلر

5-2- طراحی سیستم بازیافت [3 ]:
عملیات سیستم بازیابی گاز زائد، به شرایط فشاری لوله اصلی احتراق بستگی دارد.
فشار لوله اصلی برای ثابت نگه داشتن سرعت عملیات فشرده سازی در کمپرسور
( معمولا کمپرسور باچرخه مایع )کنترل شده و باعث حفظ تعادل فشار در لوله اصلی گاز زائد می شود. حفظ فشار مثبت در لوله اصلی احتراق تضمین کننده وارد نشدن هوا به دستگاه احتراق یا واحد بازیابی گاز زائداست ،که در صورت وقوع به انفجار می انجامد . اگر حجم گاز القایی به سیستم احتراق بیش از ظرفیت واحد بازیافت باشد، توسطدستگاههای کنترل فشار و سطح ، که در لوله اصلی گاز فلر و درزگیر مایع نصب شده اند، قسمتی از گاز فلر توسط یک شیر کنترل به سمت برج فلر رانده شده و در آنجا می سوزند .
واحد بازیافت گاز فلر با حداکثر ظرفیت و به صورت مداوم به کار ادامه می دهد .
در صورت بروز اشکال در کمپرسور یا اجزای دیگر واحد برای حفظ سلامتی کارکنان و پالایشگاه ، باید گازهای فلر را به صورت مستقیم و بدون گذر از واحد بازیافت گاز فلر به سمت برج فلر هدایت کرد و سوزاند .
6-2- انتخاب کمپرسور [3] :
با توجه به زیرساخت طراحی سیستم و ظرفیت بازیابی گاز زائد، کمپرسور گاز انتخاب می شود . مناسب بودن کمپرسور برای بازیابی گاز فلر به عوامل بسیاری همچون :
1- شرایط فرآیند 2- بازده 3- قابلیت اطمینان 4- برآورده کردن نیازها
5- ترکیبات موجود درگاز فلر پالایشگاه بستگی دارد.
معمولا کمپرسور حلقه مایع برای هر واحد بازیابی گاز زائد در نظر گرفته می شود ، استفاده از کمپرسور های دیگر مثل کمپرسور رفت و برگشتی و کمپرسور سانتریفیوژ هم بسیار متداول است .
کمپرسورهای چرخه مایع از یک مایع (غالباُ آب) برای ایجاد مکش به شکل حلقهبین انتهای بیرونی محفظه محرّک و کمپرسور استفاده میکنند. نیروی گریز از مرکز مایع را به جدار بیرونی سوق داده و باعث ایجاد مکش می شود . این مایع همچنین برای ایمنی بیشتر قسمتی از حرارت را از گاز بازیافت شده می گیرد تا کمپرسور خنک شود.
انتخاب کمپرسور براساس اعتبار، هزینه کل و ویژگی های خاص سازنده می باشد.
کمپرسورهای چرخه مایع بسیار معتبر بوده و بازده خوبی را با زمان های اجرای طولانی تر و هزینه های نگهداری پایین تربرآورده می سازند.
6-2- 1 – کمپرسورها :
6-2- 1 – الف- انواع کمپرسورها [4] :
کمپرسورها دستگاههایی هستند که مطابق مدل پمپ برای سیالات به کار میروند و همان دسته بندی پمپها را نیز دارند. این دسته بندی بهصورت زیر است:
Rotary Compressors «کمپرسورهای رو تاری »چرخشی -1 Reciprocating Compressors کمپرسورهای رفت و برگشتی -2
3- کمپرسورهای گریز از مرکز یا سانتریفیوژ Centrifugal Compressors
تفاوت کمپرسورها و پمپها در این است که کمپرسورها باعث کاهش زیاد حجم
سیالات میشوند. که این عمل باعث می شود که گازها به مایع تبدیل شوند، اما در پمپها کاهش حجم سیالات که مایع هستند ناچیز است.
معمولا کمپرسورهای سانتریفیوژ زمانی بهکار می روند که اختلاف فشار زیاد نباشد یا اصطلاحاً نیاز به افزایش فشار زیادی نباشد در حقیقت برای افزایش فشارهای کم یا متوسط از این نوع کمپرسورها استفاده می کنیم »psi 50-5/0«
کمپرسورهای دوار چرخشی یا کمپرسورهای روتاری را زمانی استفاده می کنیم که ظرفیت کم باشد و یا فشار در قسمت خروجی تا psi 100 مورد نیاز باشد.
کمپرسورهای رفت و برگشتی معروفترین نوع کمپرسورها میباشند که می توانند جریان کوچکی از گازها را تا psig 3500 فشرده کنند. توجه داشته باشید که با طراحی خاص می توان کمپرسورهایی ساخت که بتوانند فشار را تا psig 25000 فشرده کنند .
در فصل های بعد خواهیم دید که کمپرسور مورد نیاز برای گازهای فلر پالایشگاه تبریز از نوع کمپرسورهای رفت و برگشتی خواهد بود لذا در این قسمت به شرح مختصر این نوع کمپرسور می پردازیم :
کمپرسورهای رفت و برگشتی :
کمپرسورهای رفت وبرگشتی دستگاههایی هستند که به صورت مستقیم باعث کاهش حجم می شوند . گاز ورودی به کمپرسور توسط یک پیستون در داخل سیلندر فشرده شده و به سمت خروجی دستگاه رانده می شود .تغییر دانسیته گاز به هیچ وجه روی کار مورد نیاز دستگاه یا در نگهداری و عملکرد 9 تاثیری ندارد .کمپرسور رفت و برگشتی یک دستگاه جابجایی مثبت 10 می باشد. این نوع کمپرسور از نظر کارایی تئوری و قیمت از کمپرسور گریز از مرکز ارزانتر است. مزیت مهم این نوع ازکمپرسور ساده بودن آن است .
معایب کمپرسورهای رفت و برگشتی عبارتند از :
1- ارتعاش 11 زیاد
2- عدم قابلیت اطمینان مکانیکی
دو نوع از کمپرسور رفت و برگشتی از لحاظ طراحی سیلندر و پیستون وجود دارد . اگر در دوطرف کمپرسور سیلندر کمپرسور شیر برای خروج گاز وجود داشته باشد ( سیلندر هم در رفت و هم در برگشت گاز را فشرده کند ) کمپرسور را کمپرسور پییستون دوکاره12 می گویند و در غیر اینصورت کمپرسور دارای پیستون تک کاره13 است .سمتی از سیلندر کمپرسور را که نزدیک شفت است انتهای کرانک 14 و طرف دیگر را انتهای سر15 می گویند.

قیمت 25 هزار تومان

خرید فایل pdf به همراه فایلword

قیمت:35هزار تومان