دانلود پایان نامه با عنوان شبیهسازی و ارزیابی اقتصادی شیرینسازی گاز طبیعی با فرآیند غشایی
تعداد صفحات 143
فرمت: pdf
چکیده:
با توجه به ذخایر عظیم گاز در کشورونقش رو به رشد صنایع مختلف، نقش فرآیند
شیرینسازی گاز طبیعی بیش از پیش اهمیت یافته است ازاینرواستفاده ازفناوری هایی که
بتواند هزینۀ تمام شدۀ استخراج گاز طبیعی را کاهش دهد، بسیار مورد توجه صنایع نفت و گاز
قرار گرفته است از طرفی در میان روش های مختلف شیرینسازی گاز طبیعی، فرآیندهای
غشایی با توجه به مزایای متعهدد بسیار مورد استقبال قرار گرفته اند درهمین راستا هدف از
انجام پروژه، شبیهسازی و همچنین ارزیابی اقتصادی فرآیند شیرینسازی گاز طبیعی با
فرآیند غشایی میباشد جهت انجام این پروژه ازمحیط نرم افزاراسپن هایسیی برای شبیهسازی
فرایند مرسوم آمین ، اسپن پروسس اکونامیک آنالایزر برای ارزیابی اقتصادی به همراه
نرم افزار متلب برای مدلسازی فرآیند غشایی استفاده خواهد شد لذا در این پروژه ابتدا به
بررسی انواع روشهای شیرینسازی ، معایب و مزایای هر یک از این روش ها پرداخته شده،
سپس فرآیند غشایی و غشاهای مورد استفاده در شیرینسازی گاز طبیعی مطالعه میشوند و
در نهایت به شبیهسازی و مدلسازی فرآیند مرسوم و فرآیند غشایی پرداخته می گردد و این
دو فرآیند از لحاظ اقتصادی مورد ارزیابی و تحلیل و بررسی قرار میگیرد
فهرست
فهرست جداول
فهرست شکلها
فهرست علائم
فصل اول: ضرورت شیرینسازی گاز طبیعی
1-1 .مقدمهای بر کلیات این پروژه ....................................................................................................................... 2
2-1 . آشنایی با گاز طبیعی............................................................................................................................. 3
1-2-1 . گاز طبیعی......................................................................................................................................... 4
2-2-1 . گاز طبیعی فشرده.............................................................................................................................. 4
3-2-1 . گاز طبیعی مایع.................................................................................................................................... 4
4-2-1 . مایعات گاز طبیعی................................................................................................................................. 4
5-2-1 . گاز مایع.............................................................................................................................................. 4
6-2-1 . گاز مایع شده.................................................................................................................................... 5
7-2-1 . گاز همراه......................................................................................................................................... 5
8-2-1 . گاز غیر همراه................................................................................................................................... 5
9-2-1 . گاز سنتز.......................................................................................................................................... 5
10-2-1 . گاز شیرین......................................................................................................................................... 6
11-2-1 . گاز مشعل........................................................................................................................................ 6
3-1 . فرآوری گاز طبیعی..................................................................................................................................... 6
1-3-1 . مراحل مختلف فرآوری گاز طبیعی .......................................................................................................... 6
2-3-1 . ضرورت شیرینسازی گاز طبیعی......................................................................................................... 7
3-3-1 . استاندارد گاز شیرین مصرفی......................................................................................................... 7
4-3-1 .دلایل حذف گازهای اسیدی......................................................................................................... 8
4-1 . جمع بندی ................................................................................................................................... 9
فصل دوم: انواع رو های شیرینسازی گاز طبیعی
. انواع روشهای شیرینسازی گاز طبیعی................................................................................................ 11
1-1-2 . فرآیند جذب ................................................................................................................ 12
1-1-1-2 . جذب با واکنش شیمیایی.............................................................................................. 13
1-1-1-1-2 . روش جذب شیمیایی با استفاده از حلال آلکانول آمینها.............................................. 13
2-1-1-1-2 . شرح فرآیند آمین......................................................................................................... 15
3-1-1-1-2 . مزایا و معایب روش جذب شیمیایی استفاده از حلال آلکانول آمینها................................ 16
2-1-1-2 . جذب بدون واکنش شیمیایی )جذب فیزیکی(............................................................. 17
1-2-1-1-2 . مزایا و معایب استفاده از روش جذب فیزیکی........................................................ 17
3-1-1-2 . فرآیند جذب مرکب ) هم فیزیکی هم شیمیایی (............................................................... 18
1-3-1-1-2 . فرآیند سولفینول............................................................................................ 19
2-3-1-1-2 . مزایا و معایب استفاده از روش جذب مرکب............................................................. 20
2-1-2 . جذب سطحی روی بستر جامد.............................................................................................. 20
1-2-1-2 . جذب توسط آهناکسید.................................................................................................. 21
2-2-1-2 . جذب توسط مواد جامد قلیایی....................................................................... 21
3-2-1-2 . جذب توسط جاذبهای غربال مولکولی............................................................ 21
3-1-2 . فرآیند سرمایشی ................................................................................................................... 22
1-3-1-2 . مزایا و معایب روش سرمایشی.................................................................................. 22
4-1-2 . روش بیولوژیکی ................................................................................................ 23
1-4-1-2 . روش بیولوژیکی و ادغام با روش سیبورد ....................................................... 23
2-4-1-2 . مزایا و معایب روش بیولوژیکی .......................................................................................... 23
5-1-2 . فرایندهای غشایی................................................................................................ 23
1-5-1-2 . مزایا و معایب روش غشایی ....................................................................... 25
6-1-2 . روش ترکیبی فرآیند غشایی/جذب گاز......................................................... 26
4-2 . جمعبندی ................................................................................................................... 27
فصل سوم: فرآیندهای غشایی در شیرینسازی در شیرینسازی گاز طبیعی
ح
1-3 . مقدمه......................................................................................... 29
2-3 . تعریف غشا..................................................................................................... 30
3-3 . تاریخچۀ توسعۀ غشاها............................................................................... 31
4-3 . انواع فرآیندهای غشایی................................................................................ 33
5-3 . تقسیمبندی غشاها.............................................................................. 33
1-5-3 . تقسیمبندی بر اساس مکانیسم حاکم بر جداسازی..................... 34
2-5-3 . تقسیمبندی غشاها بر اساس جنس............................................................... 34
1-2-5-3 . غشاهای پلیمری .................................................................... 34
2-2-5-3 . غشاهای سرامیکی..................................................... 34
3-5-3 .تقسیمبندی غشا بر اساس ساختار................................................... 35
4-5-3 .تقسیم بندی غشا بر اساس مورفولوژی..................................................... 35
5-5-3 . تقسیمبندی غشاها بر اساس شکل هندسی آنها........................................... 36
6-5-3 . انتخاب نوع ماژول .................................................................................. 36
6-3 . تکنولوژی غشایی برای جداسازی گاز ....................................................... 37
1-6-3 . مقدمه و تاریخچۀ کاربرد غشا در جداسازی گازها ................................... 37
2-6-3 .فرآیند جداسازی گازها با غشا........................................................................... 37
7-3 . مزایا و محدویتهای فرآیندهای غشایی در شیرینسازی گاز طبیعی................... 39
8-3 . غشاهای هیبریدی...................................................................................................... 41
9-3 . انتخاب لایۀ پلیمری مناسب برای شیرینسازی گاز طبیعی........................ 43
10-3 . جمعبندی.............................................................. 47
فصل چهارم : شبیهسازی واحد شیرینسازی گاز طبیعی و ارزیابی اقتصادی آن در نرم افزار Aspen One 8.8
50...................... 1-4 .شبیهسازی واحد شیرینسازی گاز طبیعی با نرمافزار اسپنهایسیس 8.8
1-1-4 . آشنایی با شبیهسازی و مدلسازی ............................................. 50
2-1-4 . تعریف شبیهسازی فرآیند ................................................. 51
3-1-4 . کاربرد نرمافزارهای شبیهسازی .................................... 51
خ
4-1-4 . مزایای استفاده از نرمافزارهای شبیهسازی ................................................ 51
5-1-4 . معرفی نرمافزار اسپنهایسیس و نحوۀ عملکرد آن ................................ 51
6-1-4 . مراحل مختلف شبیهسازی در اسپنهایسیس .............................. 52
7-1-4 . معرفی مدل ترمودینامیکی مورد استفاده در این شبیهسازی........................ 53
1-7-1-4 . اهمیت انتخاب مدل ترمودینامیکی در شبیهسازی ................................... 53
2-7-1-4 . معرفی از مدل ترمودینامیکی اسید گاز ............................ 54
8-1-4 . تشریح مراحل مختلف شبیهسازی .............................. 55
1-8-1-4 . جریان گاز ترش ورودی.................................. 56
2-8-1-4 . شبیهسازی جداکنندۀ اول.................................... 57
3-8-1-4 . جریان اولیۀ محلول آمین.......................... 57
4-8-1-4 . شبیهسازی برج جذب .............................. 58
5-8-1-4 . شبیهسازی شیر فشار شکن................................... 58
6-8-1-4 . شبیهسازی جداکنندۀ دوم ................................ 58
7-8-1-4 . شبیهسازی مبدل حرارتی ......................... 59
8-8-1-4 . شبیهسازی برج تقطیر ................................. 59
9-8-1-4 . شبیهسازی مخلوط کننده........................ 60
10-8-1-4 . شبیهسازی کولر ............................................ 60
11-8-1-4 . شبیهسازی پمپ .............................................. 61
12-8-1-4 . شبیهسازی جریان برگشتی ............................................. 61
2-4 . مقدمهای بر ارزیابی اقتصادی فرآیندهای شیمیایی............................. 62
1-2-4 . تخمین هزینه....................................................... 62
62 ..... 3-4 . ارزیابی اقتصادی واحد شیرینسازی گاز طبیعی با نرمافزار اسپن پروسس اکونامیک آنالایزر ورژن 8.8
1-3-4 . معرفی نرمافزار اسپن پروسس اکونامیک آنالایزر............................... 62
2-3-4 . ویژگیهای اصلی نرمافزار اسپنپروسس اکونامیک آنلایزر....................... 63
4-4 . فرآیند تجزیه و تحلیل اقتصادی در نرمافزار اسپنهایسیس....................... 64
64.... 1-4-4 . مراحل ارزیابی اقتصادی یک فرآیند شیمیایی در نرمافزار اسپنهایسیس 8.8
2-4-4 . مقدمهای مختصر بر روند ارزیابی اقتصادی در نرمافزار .......................... 65
3-4-4 . مراحل ارزیابی اقتصادی واحد شیرینسازی گاز طبیعی.............................. 65
4-4-4 . نحوۀ بهدست آوردن سود عملیاتی.................................. 69
5-4-4 . ارزیابی اقتصادی واحد کمپرسور و سردسازی.................. 70
5-4 . جمعبندی............................................. 70
فصل پنجم : مدلاازی فرآیند غشایی جهت شیرینسازی گاز طبیعی و ارزیابی اقتصادی آن
1-5 .مقدمه........................................................... 72
2-5 . تعریف مدلسازی فرآیند................. 72
1-2-5 . اهداف مدلسازی ........................................ 72
2-2-5 . فرضیات اصلی در این مدلسازی ...................... 73
3-5 . آرایش مختلف در فرآیند جداسازی غشایی ........................ 73
1-3-5 . آرایش جریان همسو............................. 74
2-3-5 . آرایش جریان ناهمسو................................ 74
3-3-5 . آرایش جریان عرضی .............................. 75
4-5 . توسعۀ مدلها برای سیستمهای چند مرحلهای .................... 75
1-4-5 . نفوذ یک مرحلهای با جریان عبور کردۀ برگشتی................... 75
2-4-5 . اتصال غشاها به صورت سری .......................... 76
3-4-5 . طرح متوالی بازگشتی با جریان ناهمسو.......................... 77
5-5 . شرح فرآیند شیرینسازی گاز طبیعی با فرآیندهای غشایی.................... 80
6-5 . ارزیابی اقتصادی واحد شیرینسازی گاز طبیعی با فرآیندهای غشایی......................... 81
7-5 . جمعبندی......................................................... 82
فصل هفتم : تحلیل نتایج و بحث
1-6 . مقدمه ........................................... 85
2-6 . اطلاعات و مشخصات جریانهای ورودی و خروجی واحد آمین........................ 85
ذ
3-6 . اطلاعات و مشخصات مربوط به تجهیزات واحد شیرینسازی و احد کمپرسور ................. 86
4-6 . نتایج ارزیابی اقتصادی واحد کمپرسور واحد شیرینسازی گاز طبیعی ................. 89
1-4-6 . خلاصهای از نتایج ارزیابی اقتصادی واحد کمپرسور و سردسازی......................... 89
2-4-6 . خلاصهای از نتایج ارزیابی اقتصادی واحد شیرینسازی با آمین................................. 90
3-4-6 . نتایج ارزیابی اقتصادی کامل واحد شیرینسازی با آمین بههمراه واحد کمپرسور................ 94
5-6 . مشخصات جریانها بههمراه واحدهای غشایی و ارزیابی اقتصادی آن ............................... 95
1-5-6 .اطلاعات و مشخصات کل واحد غشای تک مرحلهای .......................................... 95
1-1-5-6 . ارزیابی اقتصادی واحد غشای تک مرحلهای ................................... 96
2-1-5-6 . ارزیابی اقتصادی واحد کمپرسور ماقبل غشای تک مرحلهای ....................... 97
3-1-5-6 . نتایج ارزیابی اقتصادی کل واحد غشای تک مرحلهای به همراه کمپرسور...................... 98
2-5-6 . اطلاعات و مشخصات کل واحد غشای تک مرحلهای با جریان برگشتی .................. 99
1-2-5-6 . ارزیابی اقتصادی واحد غشای تک مرحلهای با جریان برگشتی ................... 100
2-2-5-6 . ارزیابی اقتصادی کمپرسورهای واحد غشای تک مرحلهای با جریان برگشتی ........... 100
3-2-5-6 . نتایج ارزیابی اقتصادی کل واحد غشایی با جریان برگشتی به همراه کمپرسور.......... 102
3-5-6 . اطلاعات و مشخصات کل واحد غشای چند مرحلهای با آرایش سری.......................... 103
1-3-5-6 . ارزیابی اقتصادی واحد غشای چند مرحلهای با آرایش سری......................... 105
2-3-5-6 . ارزیابی اقتصادی کمپرسورهای واحد غشای چند مرحلهای با آرایش سری............... 105
3-3-5-6 . نتایج ارزیابی اقتصادی کل واحد غشایی با آرایش سری به همراه کمپرسورها............ 107
6-6 . جمعبندی.............................. 108
فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات
1-7 . نتیجهگیری ............................................ 110
2-7 . پیشنهادات.................................................. 112
فصل هشتم : منابخ و مراجخ
مراجخ ........................................................... 114
دانلود پایان نامه با عنوان شبیه سازی و ارزیابی اقتصادی شیرینسازی گاز طبیعی با فرآیند غشایی
