دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
کرایوژن:
به مایعی اطلاق می شود که در فشار اتمسفر یک و در دمای منهای 110 درجه کلوین می جوشد مانند هلیم، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و متان .
دمای کرایوژنیک:
دمایی در حدود صفر درجه مطلق می باشد .
فرآیند مایع سازی تا دمای کرایوژنیک با روش های مرسوم سرد سازی به سرعت گسترش یافته که دلیل اصلی آن فاکتورهای اقتصادی زیر بوده است :
1) افزایش سرعت نیاز به سوخت و انرژی برای مناطقی که در آن کمبود منابع انرژی وجود دارد و انتقال مازاد سوخت و انرژی ، از مناطق دارای این منابع به آنجا.
2) جذبه اقتصادی تولید گاز طبیعی مایع شده (LNG)، نسبت به روشهای مرسوم انتقال مانند خط لوله
3) افزایش سریع نیاز به هلیم ، اکسیژن ، نیتروژن که تولید آنها به روش فرآیند های مایع سازی ، اقتصادی تر می باشد.
یک واحد مایع سازی، از کنار هم قرارگرفتن Expander ها (یا شیر های ژول _ تامسون) کمپرسورها و مبدلهای حرارتی حاصل می شود. این مایع سازی، یا بوسیله سیال مبرد می تواند انجام گیرد و یا در برخی موارد با انبساط دادن (یعنی افت فشار همراه با افت دما) که در حالت دوم برای سیالهای کرایوژن مانند هلیم ، هیدرژن و نئون ،انجام می گیرد. زیرا این سیالات دارای دمای بحرانی خیلی پائینی هستند. برای این گازها یک انبساط نهایی لازم است تا دمایی پایین تولید گردد.{5}.
انواع مایع سازی گاز طبیعی :
1) در دمای معمولی و فشار بالا(CNG)
2) در دمای پایین و فشار معمولی(LNG)
که CNG گاز طبیعی فشرده شده(Compressed Natural Gas) نام دارد و اکثراً شامل پروپان بوتان(C3,C4)می باشد که تنها باعامل فشار می توانند به صورت مایع در آیند در حالی که LNG گاز طبیعی مایع شده(Liqufied Natural Gas) بوده و اکثراً شامل متان می باشد، که دارای دمای جوش -163 درجه سانتی گراد در فشار اتمسفر یک می باشد. مایع کردن این گاز خیلی مشکل و فرآیند پرهزینه ای می باشد بر خلاف CNG نمی توان تنها با عامل فشار آن را مایع نمود. مشخص است که در یک گاز طبیعی اگر متان مایع شود، بقیه ترکیبات آن نیز به صورت مایع در خواهد آمد، پس شرایط LNG دمای -163 درجه سانتی گراد و فشار اتمسفر می باشد.
مقادیر مجاز ناخالصی های گاز طبیعی برا ی فرآیند مایع سازی :
از مشکلات عمده در تعیین و انجام محاسبات و طراحی یک واحدLNG تعیین مقدار مجاز H2S,CO2،H2O و Hg و هیدروکربورهای سنگین است که در سیستم ایجاد اشکال نکنند که مقدار مجاز آنها و نوع اشکال آن سیستم، در شکل زیر آورده شده است.
رفع آلوده کننده ها و ناخالصی های گاز :
برای دفع ناخالصی های گاز ابتدا گاز را در واحد شیرین سازی در تماس با محلول آمین قرار می دهند تا دی اکسید کربن و درصدی از سولفید هیدروژن و دیگر ترکیبات سولفور از آن گرفته شود. سپس گاز طبیعی از برج امین به برج دیگری به نام Stripperفرستاده می شود تا ترکیبات اسیدی از آمین جدا شوند. اگر گاز دی اکسید کربن از گاز گرفته نشده باشد موجب می شود تا در طول فرآیند مایع سازی یخ زدگی در دستگاه ها دیده شود .
میزان ترکیبات گوگردی نیز در اینجا تا استانداردهای گاز طبیعی (یعنی 4 ppmv) گرفته شود. آب موجود در گاز طبیعی نیز باید به طور کامل گرفته شود تا در طول فرآیند مایع سازی هیدرات و یخ در دستگاهها تشکیل نگردد. برای این امر گازی که برج امین را ترک می کند را وارد اولین مرحله تبرید می نمایند. آب مایع شده پس از این مرحله را از گاز طبیعی جدا می نمایند سپس گاز به یک مولکولار سیو فرستاده می شود تا آب پخش شده در گاز هم گرفته شود. هم زمان هیدروکربن های سنگین هم از سیستم خارج می گردند تا در دستگاهها باعث ایجاد رسوب و لجن نشود این مایعات به واحدی به نامStablizer فرستاده می شوند. آخرین مرحله تصفیه گاز، عبور آن از یک بستر کربن فعال برای گرفتن جیوه موجود در آن است ، زیرا باعث خوردگی و آسیب آلومینیوم می شود.
انواع روشهای مایع سازی گاز طبیعی :
1) در دمای معمولی و فشار بالا CNG (که مناسب برای مخلوط پروپان و بوتان می باشد)
2) در دمای پایین و فشار معمولی LNG ( گاز طبیعی یا متان مایع شده)
گاز طبیعی اکثرا متان با دمای اشباع -163 c است که مایع کردن آن خیلی مشکل و فرآیندی بسیار پر هزینه می باشد.هرگاه گاز متان مایع گردد قطعاً بقیه مواد هم مایع خواهند شد .در نتیجه مایع سازی و انجام فرآیند (LNG) حجم گاز تا 600 برابر کمتر می شود.
محاسبات LNG صرفاً محاسبات حرارتی می باشدوکار روی بهینه سازی آن نیاز به اطلاعات ترمودینامیک لازم دارد. از مهمترین مطالعات انجام شده که بسیار پیچیده می باشد، محاسبه دقیق آنتالپی ها می باشد .
از مشکلات دیگر وجود مقادیر H2O و H2S و CO2 در بستر های گاز طبیعی می باشد. این ناخالصیها در سیستم ایجاد اشکال می کنند و مقدار هر کدام از آنها باید در حد استاندارد قرار گیرد. فرآیند جداسازی مقادیر فوق را فرآیند شیرین سازی گاز گویند. مایع سازی گاز طبیعی را هم می توان قبل از شیرین سازی گاز انجام داد هم بعد از آن اما به طور متداول به علت احراز از مسائل خوردگی معمولاً فرآیند مایع سازی بعد از شیرین سازی انجام می دهند.
در هنگام تولید LNG باید مواد سنگین از سیستم جداشوند لذا شیرین سازی قبل از مایع سازی در بازدهی سیستم تاثیر می گذارد چرا که مواد سنگین دارای ارزش حرارتی می باشند و ارزش حرارتی آنها بالاتر از ارزش حرارتی گاز طبیعی است. در نتیجه شیرین سازی علاوه بر اینکه از خوردگی در سیستم جلوگیری می کند در بالابردن بازدهی فرآیند تولید(LNG) همراه است .
شامل 47 صفحه فایل WORD قابل ویرایش
