ساخت جداکننده‌های فراصوت برای نم زدایی از گاز طبیعی در صنعت گاز

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، سینا نباتی شغل دانش آموخته ای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «بررسی فرآیند جداسازی میعانات از گاز‌ها و تنظیم نقطه شبنم با استفاده از جداکننده‌های فراصوت و شیر‌های ژول - تامسون به کمک روش تجربی و دینامیک سیالات محاسباتی» گفت: یکی از مهم‌ترین بخش‌های مرتبط با صنایع نفت و گاز، جداسازی و بازیابی میعانات گازی است.

وی افزود: با توجه به اینکه روش‌های رایج جداسازی میعانات گازی نظیر فرایند ژول – تامسون و توربواکسپندر دارای بازده پایینی می‌باشند، بنابراین روشی باید ارائه شود که معایب روش‌های قبلی را برطرف کند.

نباتی ادامه داد: یکی از این روش‌ها که سبب بهبود در بازده جداسازی می‌شود و همچنین دارای آثار مخرب محیط زیستی نیست، جداکننده فراصوت است.

وی با بیان اینکه بیشترین کاربرد جداکننده‌های فراصوت در بازیابی میعانات گازی از گاز طبیعی است، گفت: با توجه به اهمیت روزافزون گاز طبیعی در سبد انرژی جهانی به عنوان سوخت پاک و همچنین مشتقاتی که از گاز طبیعی به دست می‌آید، لازم است که روشی جهت بازیابی میعانات گازی مورد استفاده گیرد که هم مشکلات محیط زیستی فرایند‌های متداول را برطرف کند و هم سود اقتصادی بالاتری را فراهم آورد.

به گفته وی، فرایند مورد بررسی در این پروژه قادر است استفاده از ممانعت کننده‌های شیمیایی (که جهت نم زدایی از گاز طبیعی مورد استفاده قرار می‌گیرد) نظیر گلیکول‌ها را که دارای آثار نامطلوب بر محیط زیست هستند را حذف کند و در عین حال با صرف انرژی یکسان بازیابی میعانات گازی و به دنبال آن سود اقتصادی را تا حدود سه برابر افزایش دهد.

به گفته محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر، از این رو به منظور بومی سازی و بررسی عملکرد این فرایند، در این طرح به دنبال طراحی و در نتیجه ساخت یک نمونه جدیدی از جداکننده‌های فراصوت بودیم.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: در این تحقیق به جای استفاده از دستگاهی که در مقیاس آزمایشگاهی باشد، دستگاهی طراحی کردیم که در مقیاس نیمه صنعتی قابل کاربرد است. این دستگاه جداکننده فراصوت سیکلونی است که بازده سردسازی آن بهینه شده و نحوه به چرخش در آوردن جریان به روش مجهول با تزریق زاویه‌ای تغییر پیدا کرده است.

نباتی با بیان اینکه این طرح در مقیاس نیمه صنعتی پیاده سازی شده و از دقیق‌ترین تجهیزات جهت ثبت داده و بررسی عملکرد آن استفاده شده است گفت: از این رو شاهد توانایی بالای این تجهیز جهت نیل به اهداف مدنظر بودیم. لذا، با پیاده سازی و بررسی تجربی این دستگاه و نتایج مطلوبی که ثبت شد، توانستیم دانش طراحی و ساخت این نوع از جداکننده‌ها را بومی سازی کنیم.

وی با تاکید بر اینکه بیشترین کاربرد این پروژه در صنعت نفت و گاز است، گفت: این دستگاه در نم-زدایی از گاز طبیعی و بازیابی میعانات گازی دارای کاربرد مستقیمی می‌باشد.

وی تاکید کرد: این دستگاه کاملاً جدید بوده و قادر است بازده بالاتری را نسبت به جداکننده‌های فراصوت موجود ارائه دهد و سپس به دنبال پیاده سازی یک نمونه از این تجهیز در مقیاس صنعتی هستیم.

وی با اشاره به ویژگی‌های این طرح گفت: بهبود در بازده سردسازی، بهبود در توانایی چرخش جریان، بهبود در طراحی محل خروج میعانات، از ویژگی‌های این طرح به شمار می‌روند.

وی تاکید کرد: در این پروژه برای اولین بار در جهان از روش جدیدی برای به چرخش درآوردن جریان که بر مبنای تزریق زاویه‌ای (روش مجهول) است استفاده شد.

وی با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: در این دستگاه، نیاز به صرف هزینه برای خرید ممانعت کننده‌های شیمیایی جهت جلوگیری از تشکیل هیدرات و یخ زدگی در سیستم نیست و در نتیجه آثار مخرب زیست محیطی را به دلیل حذف مواد شیمیایی کاهش می‌دهد.

به گفته این محقق، این دستگاه دارای سایز بسیار کوچکی نسبت به تجهیزات رایج مشابه نصب شده در پالایشگاه گازی است. به عبارت دیگر برای شرایط و اهداف یکسان، به فضای بسیار کمتری نیاز دارد و در نتیجه حمل و نقل و نصب آن بسیار آسان است.

وی ادامه داد: با توجه به تغییر در نحوه به چرخش در آوردن جریان، بازده سردسازی و جداسازی میعانات گازی به صورت چشمگیری بهبود پیدا کرده است.

دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر گفت:بخش‌های مختلف این جداکننده بهسازی شده و در نتیجه در شرایط یکسان اتلاف انرژی کمتری نسبت به جداکننده‌های فراصوت موجود دارد.

وی با بیان اینکه این پروژه در سه زمینه دارای کاربرد‌های فراوانی است گفت: در واحد‌های تولیدی هوا، هوای خروجی از کمپرسور‌های هوا دارای رطوبت است و باید قبل از استفاده در صنایع نم زدایی و نقطه شبنم این هوا تنظیم شود. در صنایعی که نیاز به هوای ابزار دقیق دارند، با نصب این تجهیز در خروجی کمپرسورها، هوای خروجی نم زدایی شده و نقطه شبنم آن تنظیم می‌شود.

نباتی ادامه داد: یکی از کاربرد‌های اصلی این دستگاه، استفاده از آن در خروجی چاه‌های گازی به منظور نم زدایی و بازیابی میعانات گازی و جداسازی آن‌ها از گاز طبیعی است. این دستگاه همچنین می‌تواند در واحد‌های شیرین سازی گاز طبیعی، جهت جداسازی گاز‌های ترش نظیر دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن به کار رود.

گفتنی است، اساتید راهنمای این پروژه عباس نادری فر و فتح الله فرهادی و استاد مشاور آن غلامرضا پازوکی از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و دانشگاه صنعتی شریف بوده اند.