1- انواع گازها
بقاياي گياهان و جانوراني كه اجساد آنها طي ميليون ها سال به قسمت هاي زيرين درياچه و اقيانوس هاي قديمي رانده شده و به تدريج تجزيه و به صورت عناصر آلي درآمده و بر اثر فشار و گرماي دروني زمين به نفت و گاز تبديل و در مخازن زير زميني و در عمق 3 تا 4 هزار متري و با فشار حدود چند صد اتمسفر ذخيره گرديده است . بر اين اساس گاز را به چند دسته تقسيم مي كنند.
1-گاز ساختگي (SUBSTITUTE NATURAL)
2-گاز سنتز (SYNYHESIS GAS)
3-گاز شهري (TOWN GAS)
4-گاز شيرين (SWEET GAS)
5-گاز طبيعي (NATURAL GAS)
6-گاز غير همراه ( NON-ASSOCIATED GAS)
7-كلاهك (CAG CAP)
8-گاز كلاهك گاز(GAS CAP GAS)
9-گاز مايع (LPG)
10-گاز طبيعي فشرده (COMPRESSED NATURAL GAS)
11-مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS)
12-گاز طبيعي مايع ( LIQUEFIED NATURAL GAS LNG)
13-گاز مشعل (FLARE GAS)
14-گاز همراه ( ASSOCIATED GAS)
15-پالايش و آماده سازي گاز طبيعي براي مصرف
16-مشخصات گاز طبيعي
17-عوامل موثر بر سوخت كامل گاز طبيعي و استفاده بهينه از آن
1-1- گاز ساختگي (SUBSTITUTE NATURAL)
گاز ساختگي را مي توان مانند گاز سنتز از گازسازي زغال سنگ و يا گاز رساني مواد نفتي بدست آورد . ارزش گرمايي اين گاز در مقايسه با گاز سنتز بسيار بالاتر است چون مانند گاز طبيعي بخش عمده آن را گاز متان تشكيل مي دهد . گاز ساختگي را مي توان با روش لورگي نيز بدست آورد.
1-2- گاز سنتز (SYNYHESIS GAS)
گاز سنتز گازي است بي بو، بي رنگ و سمي كه در حضور هوا و دماي 574 درجه سانتيگراد بدون شعله مي سوزد . وزن مخصوص گاز سنتز بستگي به ميزان درصد هيدروژن و كربن دارد از گار سنتز مي توان به عنوان منبع هيدروژن براي توليد آمونياك، متانول و هيدروژن دهي در عمليات پالايش و حتي به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبيعي، نفتا، مواد سنگين و زغال سنگ بدست مي آيد. معمولاً براي توليد هر يك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولي H2/CO=1 باشد، به 0/55 تن متان نياز است. در صورتي كه اين نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهيه گاز سنتز از منابع هيدروكربو ها كه به شرح زير خلاصه مي شود:
1-2-1- تهيه گاز سنتز از زغال سنگ: در فرآيند تهيه گاز سنتز از زغال سنگ و يا گازي كردن زغال سنگ بخار آب و اكسيژن در دماي 870 درجه سانتيگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ تركيب مي شود محصول حاوي 22.9 درصد هيدروژن 46.2 درصد كربن منو اكسيد، 7.8 درصد كربن دي اكسيد، 22.5 درصد آب، و 0.6 درصد كربن متان و نيتروژن است پس از جداسازي گاز كربن دي اكسيد، محصول براي فروش از طريق خطوط لوله عرضه مي شود.
1-2-2- تهيه گاز سنتز از مواد سنگين نفتي: مواد سنگين نفتي با اكسيژن ( نه هوا ) در دماي 1370 درجه سانتيگراد و فشار 102 اتمسفر تركيب شده و گاز سنتز حاصل مي شود.
1-2-3- تهيه گاز سنتز از نفت: تا با بخار آب در مجاورت كاتاليست نيكل در دماي 885 درجه سانتيگراد و فشار 25 اتمسفر تركيب و گاز سنتز حاصل مي شود.
1-2-4- تهيه گاز سنتز از گاز طبيعي: اين روش كه در جهان متداول تر است. در دو مرحله كراكينگ و خالص سازي، گاز طبيعي به گاز سنتز تبديل مي گردد. در اين روش از كبالت، موليبديم و اكسيد روي به عنوان كاتاليست استفاده مي شود. محصول نهايي حاوي 83.8 درصد هيدروژن، 14.8 درصد كربن دي اكسيد و مقداري متان نيتروژن و بخار آب است.
1-3- گاز شهري (TOWN GAS) :
اصطلاحاً به گازي گفته مي شود كه از طريق خط لوله از يك مجتمع توليد گاز به مصرف كنندگان تحويل مي شود. گاز شهري يا از زغال سنگ و يا از نفتا و در مناطقي مصرف مي شود. كه يا گاز طبيعي در دسترس نباشد و يا زغال سنگ ارزان به وفور يافت شود تركيب گاز شهري هيدروژن 50% ، متان 20% تا 30%، كربن منو اكسيد 7% تا 17%، كربن دي اكسيد 3%، نيتروژن 8%، هيدروكربورها 8% . علاوه بر اين ناخالصي هاي ديگري مانند بخار آب، آمونياك، گوگرد، اسيد سيانيدريك نيز در گاز شهري وجود دارد. به گاز شهري گاز زغال سنگ و يا گاز سنتز نيز مي گويند. در ايران گازي كه از طريق خط لوله به مشتركين در شهرها عرضه مي گردد گاز طبيعي است و تركيب آن مشابه گاز شهري نيست.
1-4- گاز شيرين (SWEET GAS) :
گاز شيرين گازي است كه هيدروژن سولفيد و كربن دي اكسيد آن گرفته شده باشد.
1-5- گاز طبيعي (NATURAL GAS):
گاز طبيعي عمدتاً از هيدروكربوها همراه با گازهايي مانند كربن دي اكسيد، نيتروژن و در بعضي از مواقع هيدروژن سولفيد تشكيل شده است بخش عمده هيدروكربورها را گاز متان تشكيل مي دهد. و هيدروكربورهاي ديگر به ترتيب عبارتند از اتان، پروپان، بوتان، پنتان و هيدروكربورهاي سنگين تر يا ناخالصي هاي غير هيدروكربوري نيز مانند آب، كربن دي اكسيد، هيدروژن سولفيد و نيتروژن در گاز طبيعي وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول( SOLUTION GAS ) نام دارد و اگر در تماس مستقيم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه ( ASSOCIATED GAS ) ناميده مي شود. گاز غير همراه ( NON-ASSOCIATED GAS ) از ذخايري كه فقط قادر به توليد گاز به صورت تجاري باشد استخراج مي شود و از نظر ايمني توصيه نمي شوددر نتيجه در فرآيند توليد گاز طبيعي مايع، فشار آن را به اندكي بيش از يك اتمسفر كاهش مي دهند تا حمل آن آسان باشد. اولين محموله گاز طبيعي مايع به اختصار ال ان جي به صورت تجاري در سال 1964 از الجزاير به بريتانيا حمل شد و از آن هنگام تجارت گاز، امكانات بندري و ذخيره سازي در بنادر بارگيري و تخليه و همچنين ساخت كشتي هاي ويژه حمل ال ان جي احتياج به سرمايه گذاري هنگفتي دارد در حالي كه قيمت فروش گاز طبيعي مايع در حال حاضر در سطح نازلي است لذا فروشنده و خريدار بايد قبلاً نسبت به انعقاد يك قرارداد 15 الي 20 ساله نحوه قيمت گذاري و ساير شرايط توافق لازم را به عمل آورند.
در توليد گاز مايع چهار مرحله عمده وجود دارد:
1- جداسازي ناخالصي ها كه عمدتاً از كربن دي اكسيد و در برخي از موارد تركيبات گوگردي تشكيل شده است.
2- جداسازي آب كه اگر در سيستم وجود داشته باشد به كريستال هاي يخ تبديل شده و موجب انسداد لوله ها مي گردد.
3- تمام هيدروكربورهاي سنگين جدا شده و تنها متان و اتان باقي مي ماند.
4- گاز باقي مانده تا 160- درجه سانتيگراد سرد شده و به حالت مايع در فشار اتمسفر تبديل مي شود.
گاز مايع در مخازن ويژه عايق كاري شده نگهداري و سپس براي حمل به كشور مقصد تحويل كشتي هاي ويژه سرمازا (RYOGENIC TANKERS) مي گردد. در حين حمل معمولاً بخشي از گاز تبخير شده به مصرف گاز طبيعي مايع مجدداً به گاز تبديل مي شود. در فرآيند تبديل مجدد به گاز سرماي زيادي آزاد مي شود كه مي توان از اين سرما مثلا براي انجماد مواد غذايي يا مصارف ديگر تجاري استفاده كرد.
1-6- گاز غير همراه ( NON-ASSOCIATED GAS) :
گاز غير همراه از مياديني كه تنها توليد گاز از آنها به صورت اقتصادي امكان دارد استخراج مي شود به گاز استخراج شده از ميادين نفت ميعاني كه درصد گاز حاصله از هر بشكه هيدروكربورهاي مايه شبكه خيلي زياد است نيز گاز غير همراه مي گويند.
1-7- كلاهك (CAG CAP) :
حجمي از لايه مخزن در اعماق زمين را كلاهك گاز و يا گنبد گاز (GAS DOME ) ناميده اند كه درآن گاز در بالاي نفت جمع شود. معمولاً مرتفع ترين، يا يكي از مرتفع ترين مناطق لايه مخزن محسوب مي گردد.
1-8- گاز كلاهك گاز(GAS CAP GAS) :
گاز كلاهك به گازي كفته مي شود كه در كلاهك گاز محبوس شده باشد.
1-9- گاز مايع (LPG) :
گاز مايع و يا به اختصار ال پي جي از پروپان و بوتان تشكيل شده است گازي كه در سيلندر نگهداري مي شود و در منازل مورد استفاده قرار مي گيرد همان گاز مايع و يا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مايع را مي توان از سه منبع بدست آورد:
1-9-1- گاز طبيعي غير همراه:
گاز ترش از ميدان گاز طبيعي را پس از خشك كردن و گوگرد زدايي مي توان تفكيك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.
1-9-2- گاز طبيعي همراه:
پس از تفكيك و پلايش گاز طبيعي همراه با نفت خام نيز مي توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.
1-9-3- نفت خام:
بخشي از پروپان و بوتان در نفت خام باقي مي ماند كه مي توان آن را با پالايش نفت خام بدست آورد همچنين در فرآيند شكستن ملكولي و يا فرآيند افزايش اكتان بنزين نيز، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبي حاصل مي شود. در آميزه گاز مايع درصد پروپان و بوتان بسيار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه مي كنند ولي در زمستان با افزايش ميزان پروپان در حقيقت به تبخير بهتر آن كمك مي نمايند معمولاً درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است . در جهان روزانه بيش از 5 ميليون بشكه گاز مايع مصرف مي شود مصارف گاز مايع در كشورهاي مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طي دهه 1990 در جهان بخش هاي مختلف به شرح زير است:
تجاري و خانگي 60% ، صنايع شيميايي 15% ، صنعتي 15% ، خدماتي 5% ، توليد بنزين 5%
در بعضي موارد گاز غير همراه حاوي بنزين طبيعي و يا چكيده نفتي ( CONDENSATE ) استخراج مي شود كه حجم قابل توجهي از گاز را هر بشكه هيدروكربور بسيار سبك آزاد مي كند.
1-10- گاز طبيعي فشرده (COMPRESSED NATURAL GAS) :
گاز طبيعي عمدتا از متان تشكيل شده است و در اكثر نقاط جهان يافت مي شود (نگاه كنيد به گاز طبيعي ) گاز طبيعي را مي توان از طريق خط لوله و يا به صورت گاز طبيعي مايع شده (LNG) با نفتكش حمل نمود. از گاز طبيعي فشرده و يا به اختصار سي ان جي مي توان در اتوميبل هاي احتراقي به عنوان سوخت استفاده كرد در حال حاضر حدود يك ميليون وسيله نقليه در جهان با گاز فشرده حركت مي كنند. در ايتاليا در مقياس وسيعي از سي ان جي استفاده مي شود و در زلاندنو و آمريكاي شمالي نيز استفاده از گاز فشرده رواج دارد. تر كيبات گاز طبيعي متفاوت است و بستگي به نوع ميدان گازي دارد كه از آن بدست آمده است ناخالصي ها شامل هيدروكربورهاي سنگين ، نيتروژن ،دي اكسيد ، اكسيژن و هيدروژن سولفيد مي باشد. در اتوميبل گاز طبيعي فشرده بايد در مخزن سنگين و بزرگ و در فشاري برابر 220 اتمسفر ذخيره گردد. البته از لحاظ ميزان ذخيره و ارزش حرارتي سي ان جي كه حدود 8/8 هزار ژول / ليتر است ( در مقايسه بنزين حدود 32 هزار ژول مي باشد مسافتي كه اتومبيل مي پيمايد محدود خواهد بود. علاوه بر اين به علت محدوديت تعداد ايستگاه هاي سوخت گيري اتومبيل بايد به نحوي طراحي شود كه علاوه بر سي ان جي بتوان از بنزين هم استفاده نمايد.
1-10-1- مزاياي سي ان جی
1-موتور در هواي سرد به راحتي روشن مي شود.
2-سي ان جي اكتان بسيار بالايي دارد.
3-تميز مي سوزد و ته نشين كمتري در موتور ايجاد مي كند.
4- هزينه تعميراتي موتور كمتر است.
5-مواد آلاينده ناچيزي از اگزوز خارج مي گردد.
1-10-2- معايب سي ان جي
1-چون به صورت گاز وارد موتور مي شود هواي بيشتري در مقايسه با بنزين جايگزين مي كند و در نتيجه كارايي حجمي پايين تري دارد.
2-مسافت كوتاه تري در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني طي ميكند مگر آنكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزين هم استفاده نمايد.
3-قدرت موتور اتوميبل هاي گاز سوز روي هم رفته 15 درصد كمتر از اتومبيل هاي بنزين سوز است.
4-ساييدگي نشيمنگاه شير كه بستگي به ميزان رانندگي دارد بيشتر است .
5-خطر بيشتر آتش سوزي در هنگام تصادف در مقايسه با اتومبيل هاي بنزيني ( البته تا كنون در سوابق ايمني خطر بيشتر ثابت نشده است). در ايران طرح گاز سوز كردن خودروها يا استفاده از گاز طبيعي فشرده يكي از برنامه هاي اساسي شركت ملي گاز ايران است . در شهرهاي شيراز، مشهد و تهران چندين جايگاه تحويل سوخت با تاسيسات و دستگاههاي جانبي و كارگاه تبديل سيستم خودروها از بنزين سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهره برداري قرار گرفته است و عمليات اجرايي براي ساخت تعداد ديگري ايستگاه در دست اجرا قرار دارد.
1-11- مايعات گاز طبيعي (NATURAL GAS LIQUIDS) :
مايعات گاز طبيعي معمولاً همراه با توليد گاز طبيعي حاصل مي شود. مايعات گازي(GAS LIQUIDS ) نيز مترادف مايعات گاز طبيعي مي باشد . مايعات گاز طبيعي را نبايد با گاز طبيعي مايع و يا ال ان جي اشتباه كرد مواد متشكله در مايعات گاز طبيعي عبارت است از اتان، گاز مايع( پروپان و بوتان ) و بنزين طبيعي (natural gasoline ) و يا كاندنسيت ( condensate ) كه درصد هر كدام بستگي به نوع گاز طبيعي و امكانات بهره برداري دارد. در سال 1966 كل توليد مايعات گاز طبيعي در جهان بالغ بر روزانه 5.7 ميليون بشكه بوده كه از اين مقدار توليد اوپك در حدود 2.6 ميليون بشكه در روز گزارش شده است.
1-12- گاز طبيعي مايع ( LIQUEFIED NATURAL GAS LNG) :
گاز طبيعي مايع عمدتا از متان تشكيل شده است و چنانچه تا منهاي 161 درجه سانتيگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مايع تبديل مي شود و حجم آن به يك شش صدم (600/1) حجم گاز اوليه كاهش مي يابد در نتيجه حمل آن در كشتي هاي ويژه به مراكز مصرف امكان پذير مي شود براي مايع كردن گاز متان مي توان آن را تا 2/5 درجه سانتيگراد زير صفر خنك نمود و تحت فشار 45 اتمسفر به مايع تبديل كرد. اين روش از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه است ولي از طرف ديگر حمل آن تحت فشار زياد احتياج به مخازن بسيار سنگين با جدار ضخيم دارد كه امكان پذير هر تن متر يك پروپان معادل 12.8 بشكه و بوتان برابر 11.1 بشكه است . گاز مايع را با كاميون هاي مخصوص خط لوله و يا كشتي هاي ويژه اي كه براي همين منظور ساخته شده است حمل مي نمايند.
1-13-گاز مشعل (FLARE GAS) :
هيدروكربورهاي سبك ممكن است به صورت گاز از شيرهاي ايمني در دستگاههاي بهره برداري ، پالايشگاه ها و يا مجتمع هاي پتروشيمي، گذشته و از طريق مشعل سوزانده شود چنانچه يكي از واحدهاي پالايشگاه به علت بروز اشكالاتي در سيستم برق يا آب سرد كننده از كار بيفتد لازم است كه مقادير خوراك مجتمع و يا محصولات پالايشگاه از طريق دودكش به مشعل هدايت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالي جلوگيري شود. در مجتمع هاي بزرگتر و مجهزتر معمولاً دستگاه هاي بازياب نصب شده كه مي توان در مواقع اضطراري بخشي از مايعات و يا گازهاي را به آنجا هدايت كرد و از سوختن آنها جلوگيري نمود.
1-14- گاز همراه ( ASSOCIATED GAS) :
گاز همراه يا به صورت محلول در نفت خام است كه در مراحل بهره برداري از نفت خام جدا مي شود و يا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل مي شود.
1-15- پالايش و آماده سازي گاز طبيعي براي مصرف:
گاز طبيعي به هنگام استخراج داراي ناخالصي هايي مانند شن و ماسه، آب شور و گازهاي اسيدي مي باشد كه در پالايشگاههاي گاز تصفيه شده و به صورت گاز قابل مصرف در مي آيد. گاز پالايش شده از طريق خطوط لوله انتقال گاز فشار قوي به شهرها و مراكز مصرف منتقل مي شود.
1-15- 1- مشخصات گاز طبيعي:
گاز طبيعي گازي است بي رنگ، بي بو و سبك تر از هوا. براي تشخيص نشت گاز، در ايستگاه هاي دروازه ورودي شهرها به آن مواد بو دار كننده اضافه مي كنند. تا ايمني مصرف كنندگان گاز طبيعي تامين گردد. گاز طبيعي مورد استفاده در استان خراسان از مخازن گازي سرخس تامين مي گردد و 98 درصد آن را گاز متان تشكيل مي دهد (CH4) ارزش حرارتي هر متر مكعب گاز طبيعي تقريباً معادل ارزش حرارتي يك ليتر نفت سفيد مي باشد.
1-15-2- عوامل موثر بر سوخت كامل گاز طبيعي و استفاده بهينه از آن:
تامين هواي كافي براي سوخت كامل گاز. هر متر مكعب هنگام سوختن نياز به حدود 10 متر مكعب هوا دارد و هر چه شعله آبي رنگ تر باشد نشان دهنده رسيدن هواي كافي براي سوخت مي باشد.
-استفاده از فيلتر گاز در وسايل گاز سوز و تميز كردن به موقع آن
-استفاده از كلاهك تعديل جريان محصولات احتراق در وسايل گاز سوز
-انتخاب ظرفيت ( قطر) مناسب براي دودكش ها
-عايق كاري صحيح مخزن آبگرمكن و منبع دو جداره تبديل انرژي در موتورخانه ها و عايق كاري منبع انبساط در پشت بام ها
-بيشترين اتلاف انرژي حرارتي در ساختمان ها از طريق پنجره هاي مي باشد لذا بكارگيري مصالح ساختماني مناسب و استفاده از پنجره هاي دو جداره در كاهش مصرف انرژي بسيار موثر مي باشد.
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر