سمینار کارشناسی ارشد

165 صفحه

ارائه 1387

چکیده:

گاز LPG: جداسازی گازها توسط فرآیندهای غشایی به سرعت در حال رشد می باشد.
استفاده از غشاها برای جداسازی گازها از مخلوط هایشان عمدتاً بر اساس اختلاف تراوش پذیری
ترکیبات از داخل آنها انجام می شود. فناوری جداسازی غشایی از مزایایی مانند مصرف کمتر انرژی
و هزینه سرمایه گذاری پائین تر نسبت به روش های معمول جداسازی برخوردار است.
علاوه بر این، جداسازی غشایی فرآیندی نسبتاٌ ساده می باشد و به تجهیزات کم حجم تری نیاز دارد.
با توجه به مزایای قابل توجه فرآیندهای غشایی، میزان استفاده از آنها در زمینه های مختلف، طی سال های
اخیر روز به روز افزایش یافته است. از جدیدترین فرآیندهای غشایی، می توان به بازیافت هیدروکربن های
سنگین با استفاده از غشاء اشاره کرد. به کمک این فرآیند می توان هیدروکربن های سنگین را
با کارآیی بالا بازیافت کردو به علاوه مقادیری گازهای سبک خالص مانند هیدروژن، نیتروژن و متان تولید نمود.
از جمله کاربردهای فرآیندهای غشایی در این زمینه می توان به خارج کردن ترکیبات سنگین از
گازهای سوختی، بازیافت الفین از رزین در جریان خروجی از واحد پلی الفین، بازیافت میعانات گازی
از جریان گاز طبیعی و بازیافت گاز LPG اشاره کرد.

گاز LPG ترکیبی از پروپان بافرمول شیمیایی C₃H₈ و بوتان بافرمول شیمیایی C₄H₁₀میباشد.
این ترکیب در دمای معمولی با افزایش فشار و یا در فشار معمولی با کاهش دما مایع می شود.
گاز LPG می تواند از گاز و یا نفت تولید شود. گاز LPG یا در طول فرآیند استخراج از ترکیبات
دیگر جدا می گردد و یا به عنوان یکی از محصولات پالایشگاه تولید می شود.

مزایای استفاده از گاز LPG

استفاده از LPG در سال های اخیر به دلیل خصوصیات و مزایای آن افزایش چشم گیری داشته است.
در زیر مزایای استفاده از گاز LPG به اختصار آورده شده است:

• گاز LPG از نظر اقتصادی به صرفه است. سوختی تمیز، ایمن و اقتصادی است
  که از لحاظ قیمت از بسیاری از سوخت ها نیز ارزان تر می باشد.
• مقدار کالری حاصل از احتراق LPG حدوداً 2.5 برابر سایر گازهاست.
  پس برای دستیابی به مقدار مشخصی انرژی در مقایسه با سایر گازها، LPG کمتری مصرف می شود.
• ذخیره سازی و انتقال LPG آسان است. سیلندرهای آن نسبتاً سبک بوده، حمل آن آسان است،
  جای کمی اشغال کرده و به وفور نیز در دسترس هستند. قابل ذکر است که سیلندرهای مورد استفاده
  در صنعت و یا در مصارف تجاری در اندازه های مختلفی ساخته می شوند. این سیلندرها
  میتوانند 19، 35 و 47.5 کیلوگرم LPG را در خود جای دهند. البته سیلندرهای مورد استفاده
  در منازل معمولا حاوی 15 کیلوگرم LPG هستند.
• در منازل نیز LPG سوختی مناسب است که از آن در زمینه های مختلف خصوصا به عنوان سوخت
  در پختن غذا استفاده می شود. این کاربرد به ویژه در مناطقی که فاقد لوله کشی گاز هستند،
  بسیار متداول می باشد. LPG شعله ای مناسب ایجاد می کند و برخلاف سایر سوخت ها
  مانند چوب و نفت حرارت اضافی تولید نمی کند.
• LPG با استانداردهای محیط زیست بسیار هماهنگ است. احتراق آن نسبتا کامل بوده
  و میزان آلودگی حاصل از آن در سطح بسیار پایینی است. این ویژگی باعث افزایش روز
  افزون استفاده از LPG به عنوان سوخت در وسایل نقلیه شده است.

  .

• از آنجا که گاز LPG پس از سوختن گازهای مونوکسیدکربن، اکسید نیتروژن و هیدروکربن های نسوخته بسیار
  کمی تولید می کند، انتشار گازهای گلخانه ای آن در مقایسه با سایر سوخت های فسیلی کمتر است.
• مادهای که در صنعت بهعنوان سوخت استفاده میشود، باید میزان سولفور آن کم بوده
  و نیازی به کنترل دقیق دمایی نداشته باشد، پس LPG می تواند سوختی مناسب در صنعت باشد.
• موتورهایی که با LPG کار می کنند، نسبت به موتورهای بنزینی راندمان بالاتری دارند.
  که این مساله مربوط به بالا بودن عدد اکتان پروپان می باشد.
• از آنجایی که LPG تحت فشار ذخیره و نگهداری می شود، هیچ گونه پمپ و یا سیستم مکنده ای
  جهت جاری شدن آن نیازی نیست.
• نرخ افزایش قیمت LPG بسیار کندتر از بنزین است. این نکته در سال های اخیر تاثیر بسزایی
  در افزایش مصرف LPG به عنوان سوخت در اتومبیل ها داشته است.

گاز LPG امروزه بطور گسترده ای در منازل، مزارع، مراکز تجاری، صنعتی و حمل و نقل استفاده می شود.
همچنین میتوان از LPG برای تولید نور و گرما نیز استفاده کرد. به دلیل کمبود CNG در بسیاری
از کشورها از جمله هند، LPG به عنوان سوخت برتر شناخته شده و روز به روز میزان استفاده از آن،
افزایش می یابد. در حال حاضر، بیش از هزاران ها وسیله نقلیه در جهان از LPG به عنوان سوخت استفاده
می کنند، در استرالیا 200000، نیوزیلند 50000، کانادا 140000، مکزیک 435000، کره 160000 و در
آمریکا 500000 اتومبیل با LPG کار می کنند و این تعداد به دلایلی نظیر ایجاد آلودگی کمتر LPG و قیمت
مناسب تر آن نسبت به سوخت های دیگر روز به روز در حال افزایش است.

بازیابی گاز LPG از جریان های گازی به دلایل ذیل مورد نیاز است:

1. روزانه مقادیر قابل ملاحظه ای از هیدروکربورهای با ارزش مانند LPG به دلیل عدم وجود امکانات
   جداسازی موثر به مسیر گازهای سوخت یا مشعل هدایت می شود. جداسازی
   غشایی LPG مانع از هدر رفتن این هیدروکربورها که دارای ارزش صنعتی و اقتصادی بالاتری
   نسبت به متان می باشند، می شود.
2. گرمای احتراق گاز LPG بیشتر از متان و حد استاندارد خط لوله است.
   حذف LPG از جریان گاز موجب افزایش ایمنی می گردد.
3. حضور LPG در جریان گاز موجب پایین آمدن عدد متان تا کمتر از حد مجاز آن (70 تا 80)
   و متعاقبا انفجار و گرفتگی موتورها و ژنراتورها می شود.
4. وجود مایعات گازی با جرم مولکولی بالاتر موجب ایجاد لخته های مایع شده که این خود
   باعث حل شدن جزئی و یا نرم شدن لوله ها و وسایل اندازه گیری پلاستیکی می شود.
5. جداسازی غشایی LPG سبب کاهش هزینه خالص سازی در جریان های پایین دستی می شود.
6. جداسازی غشایی LPG موجب کاهش هزینه سرمایه گذاری، مصرف انرژی و همچنین فضای
   لازم به دلیل استفاده از تجهیزات کم حجم تر می شود.

این مستند گزارش سمینار با عنوان بررسی جداسازی گاز LPG از جریانات گازی توسط فرایندهای غشایی میباشد.
گزارش تهیه شده شامل شش فصل است.

فصل ها

در فصل اول کلیات تحقیق توضیح داده شده است
فصل دوم به معرفی LPG و کاربردهای آن اختصاص شده است. در فصل سوم توضیحاتی در مورد انواع غشاهای موجود،
کاربردهای جداسازی غشایی گاز و انواع فرآیندهای غشایی در جداسازی گازها که دفع هیدرو کربن های سنگین
توسط غشاء یکی از آنهاست، داده شده است.

مکانیسم های انتقال گاز در غشاء و مدلهای تشریح کننده آن در فصل چهارم مورد بررسی قرار گرفته است.

فصل پنجم تحت عنوان مدلهای تشریح کننده رفتار غشاهای پلیمری حاوی مطالبی در مورد مدل های
تشریح کننده انتقال گاز در پلیمرها شامل مدل های میکروسکوپی و مولکولی و عوامل تأثیر گذار بر انتقال گاز
در غشاهای پلیمری شامل طبیعت غشاء، طبیعت کراس لینک، پدیده پلاستیسیزاسیون، طبیعت نفوذکننده،
پرکننده ها و دما می باشد.

در فصل ششم کلیه غشاهای پلیمری که برای جداسازی گاز LPG از جریان گازی مورد استفاده قرار گرفته است،
بررسی گردیده و غشای مناسب انتخاب شده است.

فصل آخر این گزارش، تحت عنوان نتیجه گیری و پیشنهادات، شامل ارائه نتایج حاصل از این تحقیق به
منظور کاربرد عملی و همچنین پیشنهاداتی به منظور ادامه بررسی و تحقیق در زمینه جداسازی گاز LPG از
جریانهای گازی توسط فرایندهای غشایی می باشد.

مقدمه:

امروزه به دلیل افزایش مصرف انرژی و ازدیاد قیمت روز افزون سوخت و فرآورد ه های نفتی، LPG به عنوان
یکی از محصولات با ارزش نفت و گاز مورد توجه قرار گرفته است بسیاری از جریانات گازی در پالایشگاه ها
و واحدهای بهره برداری حاوی مقادیر بالایی از LPG می باشند که بسیاری از آنها بدون استفاده سوزانده می شوند
یکی از دلایل این امر نیاز به فرآیند نسبتاً پیچیده به منظور LPG از جریان گازی، با روشهای سنتی میباشد.
با وجود تکنولوژی غشائی به عنوان یک عملیات جداسازی بسیاری کارآمد با حجم و ابعاد کم و قابلیت انعطاف بالا،
می توان از هدررفت مقادیر بالایی از LPG جلوگیری کرد و در واحدهایی که از روشهای صنعتی استفاده می کنند
راندمان جداسازی را بسیار بالابرد و میزان بازیافت را تا 99% رساند. لذا شناخت و بررسی تکنولوژی جداسازی
به منظور جداسازی LPG از جریانهای گازی می تواند یکی از زمینه های تحقیقاتی و عملی بسیار راه گشا به
منظور بالا بردن ارزش افزوده در واحدهای نفت و گاز و جلوگیری از هدر رفت منابع طبیعی مورد توجه
قرار گیرد. لذا در این گزارش سعی بر معرفی و بررسی مقدماتی این متد می باشد.

متن کامل را می توانید بعد از خرید دریافت نمایید.