مقدمه
جریان گاز طبیعی خروجی از مخازن زیر زمینی در اغلب موارد بخار آب بهمراه خود دارد ودر پاره اي موارد آب آزاد (Free Water) نیز همراه این جریان تشکیل میشود. دماي گاز هنگام حرکت از زیر زمین تا سطح آن بعلت افت فشار و تبادل حرارت هدایتی با لوله درون چاه و دیواره هاي خنک تر سازند کاهش می یابدواز آنجا که توان گاز در نگهداري بخار آب با دما رابطه مستقیم دارد بنابراین گاز طبیعی تولید شده وقتی به سطح زمین می رسد تقریبا اشباع از بخار آب است . کاهش دماي مضاعف این گاز اشباع از بخار آب باعث تشکیل آب آزاد خواهد شد . با خنک تر شدن بیشتر آن تشکیل هیدرات صورت می گیرد که باعث آسیب هاي جدي به تجهیزات فرآیندي ، محدودیتهاي جریان و انتقال گاز خواهد شد. و اینجاست که آبگیري از گاز طبیعی اهمیت خود را نشان میدهد.
فهرست مطالب
- تعاریف
- تجهیزات فرآیندي یک واحد گلیکول
- برج تماس
- فلاش درام
فیلترها - واحد احیاء
- مخزن موج گیر(سرج درام)
تلمبه ها - مبدل هاي حرارتی
- شرح فرآیند
- عملیات واحد
- بررسی هاي روزانه
- بستن سیستم نم زدایی
- تاثیر شرائط بر کارکرد واحد نم زدا
- PH
- مشکلات عملیاتی
- علل و رفع اشکالات عملیاتی
تعاریف:
آب در گاز طبیعی:
گاز طبیعی فرآورش نشده محتوي آب (بصورت مایع یا بخار) است که باعث بروز دو مشکل اساسی در خطوط انتقال میشود:
١- خوردگی که باعث آسیب هاي جدي به خطوط لوله ونشت گاز میشود .
٢- تشکیل هیدرات که مانع جریان گاز میشود.
نم زدایی:
به فرآیند جداسازي آب از هر ماده یا ترکیب دیگري نم زدایی گفته میشو د . اگر چه روشهاي متعددي جهت جدا سازي آب همراه گاز وجود دارد اما متداولترین آنها استفاده از ماده اي بنام تري اتیلن گلیکو ل یا اختصارا گلیکول میباشد.
گلیکول:
تري اتیلن گلیکول یا اختصارا گلیکول ( هر دو به یک ماده اشاره دارد)گران است ولی در جذب آب کارایی بالایی دارد ضمن اینکه احیاء آن آسان است و می توان آن را بارها و بارها مورد استفاده قرار داد.
فرآیند جذب (Absorption)
همانند جذب آب توسط یک اسفنج ، گلیکول نیز آب همراه گاز طبیعی را جذب نموده ، آنرا از جریان گاز خارج می نماید . با مخلوط شدن گاز طبیعی مرطوب و گلیکول ، آب جذب گلیکول شده از جریان گاز خارج می گردد .
تقطیر (Distillation)
در فرآیند تقطیر ، با حرارت دادن گلیکول ، آب همراه آن جدا میشود . گلیکول تا دماي حدود ٢٢۴ درجه سانتیگراد شروع به جوشش نمی کند .
آب در ١٠٠ درجه سانتیگراد می جوشد . تقطیر آب از گل یکول با حرارت دادن مخلوط آب – گلیکول در محدوده دمایی ١٩٧ تا ٢٠۴ درجه سانتیگراد باعث جدا شدن آب بصورت بخار میشود .
انتقال حرارت (Heat transfer)
اگر دو ظرف یکی محتوي آب گرم و دیگري آب سرد با هم تماس داده شوند دماي آب گرمتر کاهش و دماي آب سردتر افزایش می یابد . تغییر دماي دو ظرف نتیجه فرآیندي بنام (( انتقال حرارت )) است .
در فرآیند نم زدایی ، کنترل دماي سیال در محدوده اي مشخص جهت بهینه سازي کارآیی آن اهمیت بسزایی دارد. بنابراین جهت کنترل دماي سیال (گلیکول) استفاده از مبدل هاي حرارتی مد نظر قرار می گیرد.
جاذب‌هاي مایع (Liquid desiccants)
مایعات زیادي قدرت جذب آب را دارند اما در فرآیندهاي صنعتی ضوابط و معیارهاي ویژه اي جهت کاربرد یک مایع جذب کننده آب وجود دارد که عبارتند از :
١- قدرت جذب آب بالایی داشته باشد .
٢- در غلظت هاي بالا جامد نشود .
٣- خورنده نباشد .
۴- با گاز فرآورش شونده تشکیل رسوب ندهد .
۵- احیاء آن در غلظتهاي بالا آسان باشد.
۶- جداسازي آن آسان باشد .
٧- ذاتا ( اساسا ) در هیدروکربنهاي مایع محلول نباشد .
٨-در شرایط عملیاتی در حضور ترکیبات گوگردي و دي اکسید کربن نسبتا پایدار و مقاوم باشد .
** مایع جذب کننده به مایعی گفته میشود که چنانچه در تماس با ماده محتوي آب قرار گیرد توانایی جذب و خارج کردن آب از آن ماده را داشته باشد . مایعات جاذب مورد استفاده در فرآیندهاي آبگیري از گاز طبیعی در صنایع نفت و گاز عبارتند از:
متانول، اتیلن گلیکول، دي اتیلن گلیکول، تري اتیلن گلیکول و تترا اتیلن گلیکول
دي اتیلن گلیکول (DEG)
ارزانتراز TEG است و گاهی اوقات به همین دلیل مورد استفاده قرار می گیرد . اما موقع حمل و نقل و اضافه کردن آن سیستم واقعیت ارزانتر بودن آن مورد شک قرار می گیرد. در مقایسه با DEG ،TEG به هرز رفت بیشتري بصورت Carry over دارد، همچنین تنزل نقطه شبنم آن کمتر و احیاء آن به غلظتهاي بالا مشکلتر است .
این دلایل موجب عدم توجیه استفاده از واحدهاي DEG میشود اگر چه هرسال تعدادي از این واحدها ساخته میشود.
دلایل توجیه و ارجحیت استفاده از TEG در واحدهاي نم زدایی:
1- سهولت احیاء و تغلیظ آن بخاطر دماي جوش بالا و دیگر خواص فیزیکی
2- دماي تجزیه حرارتی آن بالاست ( 207 درجه سانتیگراد )
3- هرز رفت آن بصورت بخار نسبت به سایر گلیکولها کمتر است
4- هزینه هاي عملیاتی و سرمایه گذاري آن نسبت به سایر سیستمهاي گلیکول پایین تر است.
تترا اتیلن گلیکول(TREG)
نسبت به سایر گلیکولها گرانتر و داراي لزجت (ویسکوزیته) بالاتري است. تنها امتیاز آن پایین تر بودن فشار بخار آن است که باعث کاهش هرز رفت آن از بالاي برج جذب میشود . در جاهایی که دماي گاز فرآیندي از ۵۴ درجه سانتیگراد بیشتر باشد احتمال استفاده از تترا اتیلن گلیکول بیشتر است.
