برچسب: مهندسی نفت

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

گاز طبيعي هنگام خروج از چاه، داراي قطرات مايع (ميعانات و آب) و ذرات كوچك شن و ماسه است. در
حقيقت گاز سيستم پراكندگي محسوب مي شود با فاز پراگندگي مايع و جامد.
منظور از آماده سازي گاز در پالايش، جداسازي فازهاي پراكندگي با استفاده از جداسازهاي مختلف مي باشد.
ويژگي اين مرحله در تغيير اندازه قطره رطوبتي و ذرات جامد (حالت پراكندگي) در جريان و ادامه مسير در
جداسازي مي باشد. چنانچه در محدوده ورودي، اندازه قطره در جريان، از 100 تا 1000 ميكرون (ميانگين معمولي آن از 700 الي 800 ميكرون) نوسان دارد و ممكن است كه ايجاد فيلم مايع كند. بعد از اولين مرحله جداسازي بايد فقط مايعاتي با قطر 30 الي 150 ميكرون باقي بمانند و پس از پايان دومين مرحله در گاز قطراتي با قطر 1 تا30-50میکرون وجود دارند. كه اين اندازه بستگي به نوع جداساز دارد.

هنگام خروج گاز از مرحله آماده سازي اوليه، مجموع مقدار فاز پراكندگي مايع نبايد از 350 ميلي گرم در مترمكعب گاز بيشتر باشد.

مطابق درخواست ميزان تصفيه و تركيب پراكندگي گاز، از دستگاه هاي جداساز با اثر (افكت) و تركيب وساختمان مختلف استفاده مي كنند. جداسازها طبق نحوه عملكردشان به گرانشي، لختي (اينرسيايي) يا پرشده، گريز مركز و فيلتري تقسيم مي شوند. در بيشتر مواقع براي اثر بهتر در ساختمان جداساز چند نوع از آنها را به هم متصل و يا ادغام مي كنند.

جداسازهاي گرانشي:

جداسازهاي گرانشي داراي انواع افقي، عمودي و كروي مي باشند.بخش مشترك آنهاوجود قسمت (يا مخزن) ته نشيني است كه در آن جداسازي ذرات پراكندگي تحت تاثير نيروي جاذبه و سرعت ته نشيني ذرات جامد در گاز 
 صورت مي گيرد. 

 جداسازهاي اينرسيايي:

از نظر ساختاري داراي انواع مختلف مي باشد اما بيشترين استفاده از 2 نوع پرشده و كركره اي مي شود. اساسكار آن بر پايه برخورد غير منتظره گاز با جسم سخت و چرخش ناگهاني و متعدد مي باشد. سطح محسوس تماس دراين جداسازها، از 10 الي 500 متر مربع در متر مكعب متغير است.
در نمونه پرشده از اجزايي مثل حلقه راشيگ، و سوزني استفاده مي شود. درصد رطوبت گيري اين جداسازها به
%99 هم مي رسد. در نمونه هاي كركره اي از پكيج هايي با صفحات موج دار فولادي كه به صورت افقي با قدم كوتاه نسبت به هم قرار گرفته اند، استفاده مي شود. اين كركره ها قادر به تله انداختن قطرات بزرگ تر از 20 ميكرون و قادر به تصفيه 6 ميليون متر مكعب گاز در شبانه روز مي باشد.

يكي از ويژگي هاي اين جداسازها ايجاد فيلم از مواد جامد و مايع در مقابل جريان گاز مي باشد. در سرعت
جريان بخصوصي، مي تواند لحظه اي ايجاد شود كه سرعت گاز به خاطر نيروي اصطحكاك جلوي جريان اين فيلم را بگيرد. بدين ترتيب در حركت مايع و كار دستگاه لحظه اي ايجاد مي شود كه اصطلاحا به آن غرق شدن مي گويند.

 سرعتي از گاز كه چنين پديده اي ايجاد مي شود را “سرعت بحراني” مي نامند .

جداسازهای غربالی:

جداسازهاي غربالي هم از نظر ساختماني مشابه كركره اي مي باشند با اين تفاوت كه به جاي كركره از يك سري پكيج توري دار با ضخامت 150 ميلي متر استفاده مي كنند. در اين پكيج هاي قطره گير، قطراتي از 5 الي 10ميكرون و بزرگ تر از آن جمع آوري مي شوند. بنابراين تاثير آن بهتر از نمونه كركره اي مي باشد و سرعت بحراني در 2 برابر بيشتر است. معمولا اين جداساز ها را در آخرين مرحله تصفيه استفاده كرده و در ساختار جداسازها /0 – 1/ آن 5 در انتهاي دستگاه (از نظر جريان خروجي) قرار مي دهند.

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

منشاء گاز طبيعي:

نظريات متعددي در زمينه منشاء نفت و گاز وجود دارد

 آخرين و علمي ترين آنها كه هم اكنون مورد تاييداكثر قريب به اتفاق دانشمندان است، نظريه “منشا آلي” نام دارد. طبق اين نظريه، بقاياي گياهان و جانوراني كه اجساد آنها طي ميليون ها سال به قسمت هاي زيرين درياچه ها و اقيانوس هاي قديمي رانده شده بودند بتدريج تجزيه و به صورت عناصر آلي درآمده . براثر فشار و گرماي دروني زمين به نفت و گاز تبديل و در مخازن زيرزميني و در عمق سه تا چند هزار متري و با فشار حدود چند صد اتمسفر ذخيره گرديده است.

مشخصات گاز طبيعي:

گاز طبيعي مخلوطي است از گازهاي مختلف كه بخش اعظم آن را متان تشكيل مي دهد.
گاز طبيعي گازي است بي رنگ، بي بو و سبك تر از هوا. براي تشخيص نشت گاز، در ايستگاه هاي دروازه
ورودي شهرها به آن مواد بودار كننده (اُدورانت) اضافه مي كنند تا ايمني مصرف كنندگان گاز طبيعي تامين گردد. گازطبیعی مورد استفاده در استان خراسان از مخازن گازي سرخس تامين مي گردد و 98 % آن را گاز متان CH4 تشکیل مي دهد. ارزش حرارتي هر متر مكعب گاز طبيعي تقريبا معادل ارزش حرارتي يك ليتر نفت سفيد مي باشد.

به غير از متان در گاز طبيعي و گازهاي همراه،اتان(C2H6)،پروپان(C3H8)،بوتان(C4H10)،ازت(N2)،دي اكسيد كربن(CO2)،هليوم(H2)،سولفيد هيدروژن(H2S)،دي سولفيد كربن(CS2).

تركيبات گوگرددار آلي(بيشتر مركاپتان ها)،و هيدروكربن هاي مايع با نقطه جوش بالا (ميعانات گازي) وجود دارند.به علاوه هنگام استخراج گاز از چاه موادي همچون: ذرات شن و ماسه ، اينهيبيتورهاي ضد خوردگي، اسيد كلريدريك و مقداري گل حفاري نيز همراه گاز استخراج مي شوند.

لازم به يادآوري است كه درصد مواد فوق كه بيشتر به ناخالصي معروفند در گاز ميدان هاي گازي مختلف
متفاوت است. به علاوه اصطلاح ناخالصي به منظور استفاده نهايي گاز بيان مي شود. در صورتيكه هر كدام از اين مواد داراي ارزش صنعتي و اقتصادي زيادي است كه طي پالايش گاز،استخراج و به نحو مقتضي استفاده مي كنند. مسير پالايش گاز با توجه به تركيبات هر گاز متفاوت است.اين مسير در مورد بعضي گازها شامل 20 فرآيند هم مي شود ولي در نمودار ذيل به معمولي ترين آنها اشاره مي شود.

انواع مخازن گازی:

همانطور كه قبلا هم اشاره شد مخازن گازي نسبت به تركيب گاز آنها از هم متمايز هستند. معمولا آنها را به 3
گروه اصلي دسته بندي مي كنند.

-1 مخازن گازي كه بيشترين درصد تركيبات گاز آن را متان تشكيل مي دهد.

-2 مخازن گازي كه حاوي هيدروكربن هاي مختلف مي باشد. اين مخازن، “مخازن ميعاني” ناميده مي شوند.
در زمان استخراج از اين مخازن، گازهايي حاوي متان، اتان، پروپان، بوتان و ميعانات گازي حاوي برش
بنزيني و كروزن و در مواردي هم مازوت بدست مي آيد.

-3 مخازني كه گاز آن حاوي تركيبات گوگرددار مثل سولفيد هيدروژن، مركاپتان ها وغيره مي باشند، كه مي توانند هم ميعاني و هم گازي خالص باشند.

تقسیم بندی گاز ها:

نسبت به مقدار گوگرد، گاز به نام هاي “كم گوگردي”، “گوگردي” و “ترش” تقسيم بندي مي شوند. گاز كم گوگردي به گازي اتلاق مي شود كه مقدار سولفيد هيدروژن آن بيشتر از 20 ميلي گرم در متر مكعب و مركاپتان ها از36 ميلي گرم در متر مكعب تجاوز نكنند. اين گازها احتياجي به تصفيه و شيرين سازي ندارند و مستقيما به لوله هاي انتقال گاز فرستاده شده و به مصرف كننده مي رسند.

 گازهاي گوگردي به گازهايي گفته مي شوند كه مقدار سولفيد هيدروژن آن از 0.5%حجمی کمتر باشند.
در اين گازها مقدار قابل توجهي دي اكسيد كربن وجود دارد كه در فرآيند شيرين سازي به همراه گوگرد از آن جدا
مي شوند.
 در بعضي گازها گاز ترش به گازي اتلاق مي شود كه مقدار سولفيد هيدروژن آن بيشتر از 0.5%حجمی باشد.
مقدار سولفيد هيدروژن آنها بالغ بر 20 % حجمي است. به غير از تركيبات گوگرددار در اين گازها دي اكسيد كربن، ازت،هليوم و آب نيز وجود دارند.

در حقيقت با توجه به محتواي گاز، روند فرآوري آن مشخص و طراحي مي گردد. از آنجا كه مسير صحيح و
انتخاب درست فرآيندها و اصول فني مهندسي و اقتصادي، باعث بدست آوردن فرآورده هاي با كيفيت و ارزان مي شود.

نتیجه گیری کلی:

بنابراين اين بخش از كار، يكي از سخت ترين، مسئوليت پذيرترين و سنگين ترين كار در فرآوري گاز مي باشد. در نظر داشته باشيد كه فقط با رعايت اصول به ظاهر ساده ولي حياتي و سپس با انتخاب مسير درست با فرآيند مناسب و اقتصادي مي توان به نتيجه مطلوب رسيد. كوچك ترين اشتباه در يكي از مراحل ياد شده باعث صرف هزينه هاي اضافي و اتلاف وقت مي شود .

حتي در بعضي موارد صرف هزينه و وقت نيز جبران ناملايمات را نمي كند.

بيشترين مشكل را گازهاي ترش ايجاد مي كنند. بيشتر اين گازها را ميعانات گازي تشكيل مي دهند كه فرآيند
شيرين سازي در آنها در 2 مرحله انجام مي پذيرد. براي اين ميعانات ابتدا در واحد تقطير به برش هاي جداگانه تقسيم مي شوند. سپس آبگيري شده برش هاي گازي آن به واحد شيرين سازي و از آنجا مسير عمومي را طي مي كنند و برش بنزيني آن به واحد تصفيه گوگردي كه معمولا و طبق رويه عمومي واحد تصفيه هيدروژني  مي باشد فرستاده مي شوند.
از اين واحد به واحد رفرمينگ يا آروماتيزيشن رفته تا برش بنزيني آن براي استفاده آماده شود.

پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه مهندسی شیمی

از آنجايي كه تجمع گاز مستقيما به ساختار جغرافيايي لايه هاي دروني زمين وابسته است بنابراين بررسي اين
ساختار و تهيه نقشه زمين شناسي منطقه، اساس تمام روش هاي اكتشاف گاز مي باشد.
نقشه زمين شناسي معمولا در 2 مرحله رسم مي شود. جستجو و اكتشاف.
مرحله جستجو به مجموعه روش هاي مرتبط با جمع آوري اطلاعات و بررسي لايه هاي تخريب نشده درون
زمين اتلاق مي شود. اندازه گيري خواص فيزيكي طاقديس ها، سرعت پراكندگي ارتعاشات (روش لرزه سنجي) جرم حجمي، خواص مغناطيسي، هدايت الكتريكي و همچنين بررسي خواص شيميايي آب هاي زيرزميني لايه هاي سطحي از دسته اين روش ها مي باشند. در اين بين روش لرزه نگاري و بررسي مناطق داراي ميدان مغناطيسي غير طبيعي(روش مغناطيس سنجي) متداول ترند.

در روش مغناطيس سنجي با استفاده از هواپيما و يا قمرهاي مصنوعي مخصوص، وضعيت مغناطيسي اندازه
گيري شده و بدين ترتيب وجود لايه هاي رسوبي و يا آذرين، شكل تماس لايه هاي رسوبي و سكوي بلورين و
ضخامت كلي طبقات رسوبي تخمين زده مي شود.

روش های دیگر:

روش هاي ديگري كه در بالا ذكر شد، اطلاعات كمي به ما داده و فقط مي توان براي تكميل اطلاعات موجود
از آنها استفاده كرد. در حقيقت نتيجه كار متخصصين زمين شناسي و ژئوفيزيك فقط مي توانند نشان دهنده احتمال
وجود گاز در يك ناحيه باشد و تاييد اين مطلب فقط پس از حفاري امكان پذير مي باشد. حفاري بر 2 نوع تقسيم بندي
مي شود. حفاري اكتشافي و حفاري توليدي.

برحسب نوع سيستم به كار رفته نيز حفاري را به 2 گروه دسته بندي مي كنند. حفاري ضربه اي و حفاري دورانی.

مخازن گازي در تمامي مناطق كره زمين از خشكي تا درياچه ها و درياها پراكنده هستند. بيشترين حجم ذخيره گاز در محدوده كشورهاي روسيه، عربستان سعودي، آمريكا، ايران، عراق مكزيك و چند كشور ديگر كشف شده اند.
ذخيره جهاني گاز در سال 1999 ميلادي به ميزان 136 ميليارد تن برآورد شده است. در ايران بيشترين مناطق گازي در شمال، شمال شرقي، جنوب و جنوب غربي مشاهده شده است.