تبلیغات
سر فصلی از مهندسی شیمی - ذخیره سازی و حمل و نقل گاز طبیعی
 
صفحه نخست       تماس با مدیر       پست الکترونیک      RSS       ATOM
سر فصلی از مهندسی شیمی
 
سه شنبه 29 شهریور 1390 :: نویسنده : ابراهیم سیفی
در هر زمانی که ممکن باشد ، گاز طبیعی در مخازن گازی تخلیه کننده ذخیره می شود و از طریق یک شبکه گسترده لوله ای در سر تا سر دنیا برای مصارف صنعتی و خانگی حمل و نقل منتقل می شود . از سال 1946 ، صنعت گاز قادر به توسعه ذخیره سازی زیر زمینی در سازه هایی به غیر از میادین گازی تخلیه شده است . مخازن ذخیره سازی آبخیز و غارهای نمک در پاسخ به بازارهای نزدیک به منطقه ذخیره سازی، تبدیل به امکانات و تسهیلات ذخیره سازی گاز شدند که در آنجا ذخیره سازی در میدان گازی تخلیه شده در دسترس نبود . ذخیره سازی گاز طبیعی آبگونه شده (LNG ) یک وسیله ذخیره سازی انعطاف پذیری محسوب می شود که از آن می توان برای انتقال مقادیر بزرگ گاز طبیعی از قاره ای به قاره دیگر استفاده کرد ولی هزینه عملیاتی و شرایط سخت و خنک سازی آن باعث محدودیت کاربردهای آن می شوند . مدتی هم است که از گاز طبیعی فشرده شده ( CNG ) برای ذخیره سازی گاز طبیعی به عنوان یک سوخت جایگزین برای وسایل نقلیه استفاده می شود که در این نوع گاز ، گاز طبیعی باید متوالیاً از3000 تا Psi 3600 فشرده بشود تا به ( vol/vol ) 6/295 8/259 ( متر مکعب استاندارد گاز در هر متر مکعب فضای مخزن ) ظرفیت ذخیره سازی برسد . در هر زمانی که ممکن باشد ، گاز طبیعی در مخازن گازی تخلیه کننده ذخیره می شود و از طریق یک شبکه گسترده لوله ای در سر تا سر دنیا برای مصارف صنعتی و خانگی حمل و نقل منتقل می شود . از سال 1946 ، صنعت گاز قادر به توسعه ذخیره سازی زیر زمینی در سازه هایی به غیر از میادین گازی تخلیه شده است . مخازن ذخیره سازی آبخیز و غارهای نمک در پاسخ به بازارهای نزدیک به منطقه ذخیره سازی، تبدیل به امکانات و تسهیلات ذخیره سازی گاز شدند که در آنجا ذخیره سازی در میدان گازی تخلیه شده در دسترس نبود . ذخیره سازی گاز طبیعی آبگونه شده (LNG ) یک وسیله ذخیره سازی انعطاف پذیری محسوب می شود که از آن می توان برای انتقال مقادیر بزرگ گاز طبیعی از قاره ای به قاره دیگر استفاده کرد ولی هزینه عملیاتی و شرایط سخت و خنک سازی آن باعث محدودیت کاربردهای آن می شوند . مدتی هم است که از گاز طبیعی فشرده شده ( CNG ) برای ذخیره سازی گاز طبیعی به عنوان یک سوخت جایگزین برای وسایل نقلیه استفاده می شود که در این نوع گاز ، گاز طبیعی باید متوالیاً از3000 تا Psi 3600 فشرده بشود تا به ( vol/vol ) 6/295 8/259 ( متر مکعب استاندارد گاز در هر متر مکعب فضای مخزن ) ظرفیت ذخیره سازی برسد .
ذخیره سازی گاز طبیعی ، یک بخش مکمل برای زیر ساخت های لوله ای محسوب می شود . رها سازی گاز طبیعی در شبکه لوله ای، محدود به محدودیتهای فشاری و سرعتهای جریان گاز است . مصرف گاز طبیعی بشدت بصورت فصلانه ، روزانه و یا حتی ساعتی تغییر می کند . بنابراین دفعات ارسال گاز طبیعی از سایت های خیلی دور نمی تواند قادر به عرضه و رها سازی مقادیر خیلی زیاد گاز در داخل محدودیتهای فشاری و سرعت جریان حجمی لوله باشند . برای حذف مشکل در نواحی پر جمعیت دور از منبع گاز ، ابزار ذخیره سازی جدیدی لازم می شوند .
نیاز و تقاضای گاز طبیعی روز به روز در حال افزایش است . یکی از دلایل افزایش این است که بخاطر افزایش فشار در جهت کنترل آلودگی و حفاظت از محیط زیست ، دستگاههای تولید گاز طبیعی جایگزین دستگاههای تولید برق و زغال سنگ می شوند .
جستجوی متدهای جدید ذخیره سازی گاز طبیعی :
ابزار قطعی ذخیره سازی on-site ( در محل ) گاز طبیعی به روند توسعه و پیشرفت خود در آینده ی نزدیک ادامه خواهند داد ولی این ذخیره سازی همچنان قادر به پاسخگویی مشکلات در شهر های بزرگ نخواهد بود ، مگر اینکه جایگزین ها و ابزار های جدید اقتصادی مناسب و ساده ای برای ذخیره سازی گاز طبیعی معرفی بشوند . در این پروسه مصرفی ، ابزار های ذخیره سازی پرظرفیت موجود در روی زمین از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند .
مصارف و کاربرد های پروسه ذخیره سازی هیدرات :
اگر از نظر تجاری متدی برای ذخیره سازی گاز در هیدراتها وجود داشت ، آن متد مصارف زیادی را به دنبال خواهد داشت . وجود امکانات و تسهیلات ذخیره سازی هیدراتی گاز طبیعی برای برطرف کردن نیازهای سوختی در مناطقی مفید خواهد بود که ذخیره سازی زیر زمینی گاز عملی و امکان پذیر نباشد . ذخیره سازی در محل گاز طبیعی در هیدراتها می تواند مورد مصرف دستگاههای برقی یا سایر سیستمهای صنعتی قرار بگیرد . از چنین متدی می توان در نواحی دور دستی که امکان زیر ساخت های لوله کشی در آنها وجود ندارد ، استفاده کرد . گاز طبیعی تولید شده در طی فرایند تولید نفت در اعماق اقیانوس را می توان ذخیره کرد و آن را به هیدراتهای موجود در ساحل منتقل کرد . ذخیره سازی گاز طبیعی در هیدرات ( On-board ) برای وسایل نقلیه برقی گاز طبیعی نیز امکان پذیر است و آن می تواند جایگزینی برای گازوئیل یا بنزین و سوختهای دیزلی محسوب بشود .
بخاطر افزایش تقاضای گاز طبیعی در جهان نیاز به انتقال آن از میدان های گازی تا محل های مصرف بیش از پیش احساس می شود. امروزه این انتقال با هزینه فراوان بوسیله خط لوله یا فرایند گران و دارای ریسك LNG انجام می گیرد. برای كاهش ریسك و قیمت انتقال گاز استفاده از هیدرات گاز طبیعی پیشنهاد شده است. در این مقاله تحقیقات صورت گرفته برای توسعه تكنولوژی هیدرات گازی برای ذخیره سازی و انتقال مرور شده است. نتایج این تحقیقات نشان داده است كه در آینده نه چندان دور فرایند هیدرات گازی می تواند به عنوان روشی برای ذخیره سازی و انتقال گاز مورد استفاده قرار گیرد. هر چند كه به دلیل مشكلاتی در تولید هیدرات گازی، این فرایند هنوز صنعتی نشده است.گاز طبیعی كه به طور عمده از متان تشكیل شده، یك سوخت ارزشمند با مزیت های فراوان نسبت به بنزین است كه از آن جمله می توان به ذخایر بزرگ گاز در دنیا ، قیمت پایین، خصوصیات یك سوخت پاك (انتشار بسیار كم آلاینده ها، كم بودن انتشار گازهای گلخانه ای، انتشار كمتر تركیبات هیدروكربنی، منواكسید كربن، اكسید نیتروژن و عدم انتشار ذرات جامد) بیشتر بودن انرژی حاصل از احتراق آن در واحد جرم نسبت به بنزین اشاره كرد.


متاسفانه میادین گاز طبیعی معمولاً در نقاطی واقع شده اند كه كمتر می توانند مورد استفاده قرار گیرند. بیشتر میادین گازی دور افتاده اند و در نزدیكی آنها بازاری برای مصرف وجود ندارد و بخاطر موقعیت آن استفاده از خط لوله امكان پذیر نیست، به همین دلیل چند روش دیگر علاوه بر خط لوله برای انتقال گاز طبیعی در نظر گرفته شده است. این روش ها عبارتند از: گاز طبیعی مایع شده (LNG)، گاز طبیعی مایع شده تحت فشار (PLNG) ، تبدیل گاز به مایعات با ارزش (GTL) ، تبدیل گاز به الكتریسیته و انتقال آن (GTW) ، گاز طبیعی فشرده شده (CNG) ، گاز طبیعی جذب شده (ANG) و بالاخره هیدرات گازی (NGH) .
هر یك از روش های مذكور دارای مزایا و معایبی هستند. استفاده از خط لوله سال های زیادی است كه مورد استفاده قرار می گیرد اما برای مسافت های بیشتر از2500 كیلومتر اقتصادی به نظر نمی رسد و هزینه بسیاری صرف عایق كاری لوله ها می شود. روش LNG قابلیت حمل600 حجم گاز در یك حجم از خود را دارا می باشد اما برای تولید و انتقال آن باید به دمای160 درجه سانتیگراد زیر صفر برسیم كه احتیاج به ملاحظات ایمنی دارد.
روش CNG احتیاج به فشار200 اتمسفر دارد و برای انتقال آن باید از مخازن با ضخامت بالا استفاده شود كه تاكنون تنها مخازن كوچك برای حمل CNG مورد استفاده قرار گرفته اند تكنیك CNG معمولاً جهت مسافت های كم تا متوسط مناسب بوده دارای راندمان حجمی پایین است. روش ANG در صورت استفاده از جاذبی با مقادیر جذب و دفع مناسب، بدلیل فشار
ذخیره سازی پایین تر، جایگزین بسیار مناسبی برای CNG جهت استفاده در اتومبیل ها می باشد. روش GTL نیز كه طی فرایند فیشر تروپش گاز طبیعی را به هیدروكربن های با ارزش تبدیل می كند اكنون در مرحله تحقیقات قرار دارد. شكل(1) محدوده مناسب برای هر روش ذخیره سازی براساس مسافت و ظرفیت حمل و نقل آورده شده است.
تبدیل گاز طبیعی به هیدرات جامد و انتقال آن از اوایل دهه90 میلادی مورد توجه قرار گرفت. تعداد زیادی میادین كوچك و متوسط گاز طبیعی در جهان وجود دارد كه روش های معمول مانند LNG برای آنها توجیه اقتصادی ندارد. در آینده كه ذخایر بزرگ گاز طبیعی پایان یافتند. مسلماً باید به دنبال روش هایی برای برداشت از این میدان های كوچك بود. هیدرات گاز طبیعی گزینه ای مناسب برای انتقال گاز است.

بعد از كشف خاصیت خود نگهداری هیدرات استفاده از هیدرات جهت ذخیره سازی و انتقال گاز به صورت جدی تر مطرح شد. این خاصیت به هیدرات اجازه می دهد كه در فشار پایین تر از فشار تشكیل آن پایدار بماند. بعد از تشكیل هیدرات در فشار بالا آن را تا زیر صفر درجه سانتیگراد سرد می كنند و فشار را به فشار اتمسفر كاهش می دهند. در این صورت اگر به آن گرما نرسد (شرایط آدیاباتیك) هیدرات تجزیه نمی شود. در واقع جزئی از سطح هیدرات تجزیه می شود و آب بوجود آمده یخ می زند و مانند لایه ای محافظتی اطراف آن را می پوشاند و مانع تجزیه بیشتر آن می شود.

بطور كلی، روش های مختلف ذخیره سازی و انتقال گاز طبیعی بستگی به نوع مخزن گازی (تركیب و حجم گاز)، مسافت آن تا بازارهای مصرف، میزان سرمایه گذاری مورد نظر و سایر پارامترهای عملیاتی و تكنولوژیكی داشته و هر كدام از خصوصیات ویژه ای برخوردار می باشند. از مزایای روش هیدرات آن است كه نیازمند دماهای خیلی پایین (نظیر دمای LNG) و یا فشارهای خیلی بالا (نظیر فشار CNG) نبوده و در ضمن فرایند تولید آن كوچك می باشد و می توان آن را در دریا و در محل چاه بر روی سكو استفاده كرد. در هر حجم از هیدرات در شرایط استاندارد بین150 تا180 حجم گاز وجود دارد و با برآورد اقتصادی صورت گرفته هزینه سیكل هیدرات گازی25 درصد كمتر از LNG بوده است. به دلیل مشكلاتی كه فرایند تولید هیدرات گازی دارد، این فرایند هنوز صنعتی نشده است. از مشكلات اصلی این فرایند می توان به پایین بودن تبدیل، كم بودن سرعت و مشكل بودن جداسازی آب اضافی اشاره كرد. برای بالا بردن سرعت تشكیل هیدرات و افزایش پایداری آن مواد مختلفی به عنوان تسریع كننده مورد استفاده قرار گرفته اند. به نظر می رسد كه با غلبه بر مشكلات فرایند تولید هیدرات در آینده می توان از آن به عنوان رقیبی برای فرایند شناخته شده LNG برای میادین كوچك و دور افتاده گاز استفاده كرد.

منبع   http://www.njavan.com/




نوع مطلب :
برچسب ها :


درباره وبلاگ

روزی در آخر ساعت درس یك دانشجوی دوره دكترای نروژی ، سوالی مطرح كرد: استاد،شما كه از جهان سوم می آیید،جهان سوم كجاست ؟؟ فقط چند دقیقه به آخر كلاس مانده بود.من در جواب مطلبی را فی البداهه گفتم كه روز به روز بیشتر به آن اعتقاد پیدا می كنم.به آن دانشجو گفتم: جهان سوم جایی است كه هر كس بخواهد مملكتش را آباد كند،خانه اش خراب می شود و هر كس كه بخواهد خانه اش آباد باشد باید در تخریب مملكتش بكوشد.

پروفسورحسابی
مدیر وبلاگ : ابراهیم سیفی

آرشیو وبلاگ
نویسندگان
Online User
آمار وبلاگ
کل بازدید :
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :