تکنولوژی هسته ای
ساعت ٦:۱٧ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٩ شهریور ۱۳۸۸ : توسط :

با عرض سلام به مخاطبان گرامی

 تاریخچه ای از انرژی هسته ای - بمب های اتمی و هیدروژنی - مراحل فرآوری اورانیوم تا غنای آن - تاریخچه جنگ سرد میان شوروی و ایالات متحده - تاریخچه انرژی هسته ای در ایران - کاربردهای انرژی هسته ای و ...

برای آگاهی هر چه بیشتر شما دوستان در مورد این تکنولوژی لینک زیر را برای دانلود کلیک کنید

تکنولوژی هسته ای

این موضوع طی یک فعالیت دانشجویی با دوستانم مهندس رضا دشتی-مهندس امیر اکبری-مهندس عباس قاسمی در سال ١٣٨٧ انجام شده است.

لطفا نظر خود را بفرستید


 
فلنچ ها
ساعت ٩:٤٩ ‎ب.ظ روز سه‌شنبه ٢٦ خرداد ۱۳۸۸ : توسط :

فلنج

1-     فلنج با سطح ساده(FLAT FACE)

در این نوع از فلنجها سطح یک فلنج که باید  در مقابل سطح فلنج دیگر قرار  گیرد  صاف می باشد .معمولا فلنجهای چدنی ویا فولادی که در فشارهای کم کاربرد دارند از این نوع ساخته می شوند.

-فلنج با سطح برجسته(Raised face)

در این نوع فلنجها سطح فلنج که درمقابل فلنج دیگر قرارگرفته وبر روی آن لایی قرار داده می شود نسبت به سطح کلی فلنج برجسته تر ساخته می شود .

بر اساس استاندارد مقدار برجستگی درتمام اندازه ها برای کلاسهای 150و 300 برابر 1.6 mm وکلاسهای بالاتر برابر 6.4 mm می باشد.

در قسمت برجستگی ممکن است سطح کاملا صیقلی (smooth finish) ویا دارای شیار (serrated finish) باشد واین شیارها یابصورت هم مرکز ویا حلزونی می باشد که روش ساخت آن در استاندارد (mss-sp-6)  مشخص گردیده است (معمولا عمق شیارها 0.4mm وفاصله آن از هم 0.8 mm می باشد)

3-     فلنج نر وماده(Male & Female)

صفحه این نوع فلنجها که بصورت جفت وجود دارد یکی دارای برامدگی (به ارتفاع6.4mm ) ودیگری تو رفتگی (به عمق 5mm) می باشد.

3-     فلنج با صفحه دارای زبانه وشیاردار(Tongue & Groove facing)

این نوع فلنج نیز بصورت جفت وجود دارد وهمانند فلنج نر وماده بوده با این تفاوت که قطر داخلی زبانه وشیار تا سوراخ فلنج (مسیر جریان) ادامه ندارد وبنابراین لایی (gasket) را روی قطر داخلی وخارجی خود نگه می دارد وهمین باعث می شود لایی(gasket) از خوردگی وفرسودگی محفوظ بماند .ساختمان زبانه وشیار مینیمم سطح لایی نوع مسطح را ایجاب می کند وبنابراین تحت فشار پیچها کمترین بار و ماکزیمم راندمان اتصالی (joint efficiency) ممکنه برای لائیهای مسطح را خواهد داشت .دراین نوع اتصال میزان برامدگی زبانه 6.4mm ومیزان عمق شیار برابر 5mm می باشد.

در مورد لایی(gasket) که در فلنجهای فوق جهت اب بندی بکار می رود متعاقبا توضیح داده خواهد شد.

 

فلنج

فلنجهایکی از اتصال دهنده های لوله ها ، شیر آلات ودستگاهها به یکدیگر می باشد.

فلنج بصورت قطعه دیسکی شکل بوده که همیشه بصورت جفت به کمک پیچ ومهره دو قطعه را به یکدیگر متصل می سازدوبه آسانی باز شده وبرای فشارهای کم وبالا مناسب می باشد.

آب بندی بین دو فلنج توسط لای(Gasket) که در بین آنها قرار داده می شود انجام میگیرد .جنس فلنجها از فولاد وآلیاژهای ان ویا از چدن وسایر مواد ساخته می شود.

مطابق استاندارد، مشخصات فلنج که شامل موارد ذیل می باشد باید بر روی فلنج حک گردد:

1-نام تجاری تولید کننده فلنج

2-سایز اسمی لوله(قطر خارجی لوله که فلنج به آن جوش داده خواهد شد)

3-مقدار فشار قابل تحمل توسط فلنج (به آن کلاس فلنج هم گفته می شود)

4-شکل سطح فلنج(شکل سطح فلنج مهمترین قسمت تشکیل دهنده یک فلنج می باشد)

5-سوراخها(گاهی بعنوان ضخامت دیواره نیز بیان می گردد)

6-مواد تشکیل دهنده فلنج(مطابق استاندارد ASTM این عدد بیان کننده مشخصات مواد خام مورد استفاده برای تهیه فلنج می باشد .)

7-شماره یا کد مربوط به عملیات حرارتی صورت گرفته بر روی فلنج

 

کلاس فلنجها

فلنجها بسته به نوع جنس متناسب با فشاری که تحمل می کنند به کلاسهای مختلف به شرح ذیل تقسیم می گردند:

 

1-رده بندی فشار مطابق استاندارد ANSI B16.34

مطابق این استاندارد فلنجهای فولادی وآلیاژهای آن به کلاسهای 150-300-400-600-900-1500-2500-تقسیم بندی می شوندکه این اعداد ماکزیمم فشار بر حسب PSI بوده که فلنجها در حداکثر دمای مجاز می توانند تحمل کنند ومعمولا فشار کارکرد حدود 2.4 برابر اعداد فوق می باشد.(رابطه فشار با دما برای جنسهای مختلف در استاندارد فوق مشخص گردیده است)

 

2- رده بندی فشار مطابق استاندارد ISO

در این استاندارد فشار تحمل فلنجهای فولادی وآلیاژهای آن با PN نشان داده شده که این نشان دهنده فشار اسمی بر حسب BAR می باشد .

بعنوان مثال PN30 یعنی فشار کارکرد فلنج 30 BAR می باشد.

 

3- رده بندی فشار براساس استاندارد API (6A-6B-6BX)

این نوع فلنجها دارای تحمل فشار بیشتری نسبت به فلنجهای  گروهANSI بوده وبه کلاسهای 5000-3000-2000-15000-10000  رده بندی می گردند.

 

نوشته شده توسط محمد حلالی


 
الفبای یونانی
ساعت ۱۱:٤۸ ‎ق.ظ روز سه‌شنبه ۱٩ خرداد ۱۳۸۸ : توسط :

اینم الفبای یونانی برای دانشجویان مهندسی و علوم پایه(حروف به صورت کوچک و بزرگ هستن)

البته یه فایل word هم برای دانلود گذاشتم>>>>>>>>> دانلود رایگان

 

 Α α : آلفا
Β β : بتا
Γ γ : گاما
Δ δ : دلتا
Ε ε : اپسیلن
Ζ ζ : زتا
Η η : اتا
Θ θ : تتا
Ι ι : یوتا
Κ κ : کاپا
Λ λ : لامبدا
Μ μ : موو
Ν ν : نوو
Ξ ξ : کی سی
Ο ο : اُمیکرون
Π π : پی
Ρ ρ : رو
Σ σ : سیگما
Τ τ : تاو
Υ υ : آپسیلن
Φ φ : فی
Χ χ : چی
Ψ ψ : سای
Ω ω : اُمگا


 
جدول مندلیف
ساعت ۱٠:٤٧ ‎ق.ظ روز سه‌شنبه ۱٩ خرداد ۱۳۸۸ : توسط :

جدول الکترونیکی مندلیف با حجم کم و اطلاعات فراوان(عدد اتمی/عدد جرمی/ الکترونگاتیوی/تناوب/گروه/کاشف/سال کشف و ...)

 

دانلود رایگان


 
نرم افزار رسم سینی به روش Mc Cabe
ساعت ٩:۳٩ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱۸ خرداد ۱۳۸۸ : توسط :

این هم یک نرم افزار برای رسم تعداد سینی های (با داشتن XF , XD ,XB ,Reflux Ratio ,حالت خوراک ورودی (q) میتوان نمودار را به راحتی رسم کرد)

امیدوارم خوشتون بیاد.

 

دانلود نرم افزار 


 
گاز طبیعی
ساعت ۱٠:۱٧ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ۱٤ خرداد ۱۳۸۸ : توسط :

آشنایی با گاز طبیعی

ü منشاء گاز طبیعی
بقایای گیاهان و جانورانی که اجساد آنها طی میلیونهاسال به قسمت های زیرین دریاچه ها و اقیانوسهای قدیمی رانده شده بتدریج تجزیه و به صورت عناصر آلی درآمده وبراثرفشارو گرمای درونی زمین به نفت وگاز تبدیل و در مخازن زیرزمینی و در عمق سه تا چهار هزار متری و با فشار حدود چند صد اتمسفر ذخیره گردیده است .
   ü پالایش و آماده سازی گاز طبیعی برای مصرف
گاز طبیعی به هنگام استخراج دارای ناخالصی هایی مانند شن و ماسه ، آب شور و ;گازهای اسیدی می باشد که در پالایشگاههای گاز تصفیه شده و به صورت گاز قابل مصرف در می آید . گاز پالایش شده از طریق خطوط لوله انتقال گاز فشار قوی ;به شهرها و مراکز مصرف منتقل می شود .
   ü مشخصات گاز طبیعی
گاز طبیعی گازی است بی رنگ ، بی بو و سبک تر از هوا . برای تشخیص نشت گاز ،در ایستگاههای دروازه ورودی شهرها به آن مواد بودار کننده اضافه می کنند تا ایمنی مصرف کنندگان گاز طبیعی تامین گردد . گاز طبیعی مورد استفاده در استان خراسان از مخازن گازی سرخس تامین می گردد و 98 درصد آن را گازمتان تشکیل می دهد (CH4). ارزش حرارتی هر متر مکعب گاز طبیعی تقریبامعادل ارزش حرارتی یک لیتر نفت سفید می باشد .
   ü عوامل موثر بر سوخت کامل گاز طبیعی و استفاده بهینه از آن

تامین هوای کافی برای سوخت کامل گاز . هر متر مکعب هنگام سوختن نیاز به حدود10 متر مکعب هوا دارد و هرچه شعله آبی رنگ تر باشد نشاندهنده رسیدن هوای کافی برا ی سوخت می باشد.
   - استفاده از فیلتر گاز در وسایل گاز سوز و تمیز کردن به موقع آن
   - استفاده از کلاهک تعدیل جریان محصولات احتراق در وسایل گاز سوز
   - انتخاب ظرفیت (قطر) مناسب برای دودکش ها
   - عایقکاری صحیح مخزن آبگرمکن و منبع دوجداره تبدیل انرژی در موتورخانه ها و عایقکاری منبع انبساط در پشت بام‌ها
   - بیشترین اتلاف انرژی حرارتی در ساختمانها از طریق پنجره ها می باشد لذا بکارگیری مصالح ساختمانی مناسب و استفاده از پنجرههای دو جداره درکاهش مصرف انرژی بسیارموثر می باشد.

انواع گاز طبیعی

   ü گاز ساختگی (SUBSTITUTE NATURAL)
گاز ساختگی را می توان مانند گاز سنتز از گازسازی زغال سنگ و یا گازرسانی مواد نفتی بدست اورد ارزش گرمایی این گاز در مقایسه با گاز سنتز بسیار بالاتر است چون مانند گاز طبیعی بخش عمده آن را گاز متان تشکیل می دهد. گاز ساختگی را می توان با روش لورگی نیز بدست آورد ( همچنین نگاه کنید به لورگی - رهرگس فرایند) .
   ü گاز سنتز (SYNTHESIS GAS)
گاز سنتز گازی است بی بو ، بی رنگ و سمی که در حضور هوا و دمای 574 درجه سانتیگراد بدون شعله می سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگی به میزان درصد هیدروژن و کربن منواکسید دارد از گاز سنتز می توان به عنوان منبع هیدروژن برای تولید آمونیاک ،متانول و هیدروژن دهی در عملیات پالایش و حتی به عنوان سوخت استفاده کرد گاز سنتز از گاز طبیعی ، نفتا، مواد سنگین و زغال سنگ بدست می آید . معمولا برای تولید هر یک تن گاز سنتز که در آن نسبت مولی H2/CO=1 باشد ، به 0/55 تن متان نیاز است . در صورتی که این نسبت 3 باشد 0/49 تن متان لازم خواهد بود. تهیه گاز سنتز از منابع هیدروکربورها امکان پذیر است که به شرح زیر خلاصه می شود:
1- تهیه گاز سنتز از زغال سنگ در فرایند تهیه گاز سنتز از زغال سنگ و یا گازی کردن زغال سنگ بخار آب و اکسیژن در دمای 870 درجه سانتیگراد و فشار 27 اتمسفر با زغال سنگ ترکیب می شود محصول حاوی 22.9 درصد هیدروژن 46.2 درصد کربن منو اکسید ،7.8 درصد کربن دی اکسید ، 22.5 درصد آب و 0.6 درصد کربن متان و نیتروژن است پس از جداسازی گاز کربن دی اکید ، محصول برای فروش از طریق خطوط لوله عرضه می شود. در نمودار زیر فرایند تولید گاز سنتز از زغال سنگ نشان داده شده است.
2- تهیه گاز سنتز از مواد سنگین نفتی مواد سنگین نفتی با اکسیژن ( نه هوا) در دمای 1370 درجه سانتیگراد و فشار 102 اتمسفر ترکیب شده و گاز سنتز تولید می کند.
3- تهیه گاز سنتز از نفتا نفتا با بخار آب در مجاورت کاتالیست نیکل در دمای 885 درجه سانتیگراد و فشار 25 اتمسفر ترکیب وگاز سنتز حاصل می شود.
4- تهیه گاز سنتز از گاز طبیعی این روش که در جهان متداول تر است در در دو مرحله کراکینگ و خالص سازی ، گاز طبیعی به گاز سنتز تبدیل می گردد.در این روش از کبالت ، مولیبدیم و اکسید روی به عنوان کاتالیست استفاده می شود.
محصول نهایی حاوی 83.8 درصد هیدروژن ، 14.8 درصد کربن منواکسید 0.1 درصد کربن دی اکسید و مقداری متان نیتروژن و بخار آب است. فرایند تهیه گاز سنتز از زغال سنگ در شکل نشان داده شده است.
   ü گاز شهری (TOWN GAS)
اصطلاحا به گازی گفته می شود که از طریق خط لوله از یک مجتمع تولید گاز به مصرف کنندگان تحویل می شود . گاز شهری یا از زغال سنگ و یا از نفتا تولید و در مناطقی مصرف می شود که یا گاز طبیعی در دسترس نباشد و یا زغال سنگ ارزان به وفور یافت شود ترکیب گاز شهری هیدروژن %50، متان%20 تا %30، کربن منواکسید %7 تا %17، کربن دی اکسید%3، نیتروژن %8، هیدروکربورها %8
علاوه بر این ناخالصی های دیگری مانند بخار آب ، امونیال ، گوگرد، اسید سیانیدریک نیز در گاز شهری وجود دارد. به گاز شهری گاز زغال سنگ و یا گاز سنتز نیز می گویند. در ایران گازی که از طریق خط لوله به مشترکین در شهرها عرضه می گردد گاز طبیعی است و ترکیب آن مشابه گاز شهری نیست.
   ü گاز شیرین (SWEET GAS)
گازشیرین گازی است که هیدروژن سولفید و کربن دی اکسید آن گرفته شده باشد.
   ü گاز طبیعی (NATURAL GAS)
گاز طبیعی عمدتا از هیدروکربوها همراه با گازهایی مانند کربن دی اکسید ، نیتروژن و در بعضی از مواقع هیدروژن سولفید تشکیل شده است بخش عمده هیدروکربورها را گاز متان تشکیل می دهد و هیدروکربورهای دیگر به ترتیب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هیدروکربورهای سنگین تر ناخالصی های غیرهیدروکربوری نیز مانند آب ، کربن دی اکسید ، هیدروژن سولفید و نیتروژن در گاز طبیعی وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد و اگر در تماس مستقیم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) نامیده می شود.
گاز غیر همراه ( NON-ASSOCIATED GAS)از ذخایری که فقط قادر به تولید گاز به صورت تجاری باشد استخراج می شود در بعضی موارد گاز غیر همراه حاوی بنزین طبیعی و یا چکیده نفتی ( CONDENSATE) استخراج می شود که حجم قابل توجهی از گاز را از هر بشکه هیدروکربور بسیار سبک آزاد می کند.
   ü گاز طبیعی فشرده ( COMPRESSED NATURAL GAS)
گاز طبیعی عمدتا از متان تشکیل شده است و دراکثر نقاط جهان یافت می شود. (نگاه کنید به گاز طبیعی ) گاز طبیعی را می توان از طریق خط لوله و یا به صورت گاز طبیعی مایع شده (LNG) با نفتکش حمل نمود. از گاز طبیعی فشرده و یا به اختصار سی ان جی می توان در اتومبیل های احتراقی به عنوان سوخت استفاده کرد در حال حاضر حدود یک میلیون وسیله نقلیه در جهان با گاز فشرده حرکت می کنند. در ایتالیا در مقیاس وسیعی از سی ان جی استفاده می شود و در زلاندنو و آمریکای شمالی نیز استفاده از گاز طبیعی فشرده رواج دارد.
ترکیبات گاز طبیعی متفاوت است و بستگی به نوع میدان گازی دارد که از ان بدست امده است ناخالصی ها شامل هیدروکربورهای سنگین ، نیتروژن ، دی اکسید، اکسیژن و هیدروژن سولفید می باشد. در اتومبیل گاز طبیعی فشرده باید در مخزن سنگین و بزرگ و در فشاری برابر 220 اتمسفر ذخیره گردد. البته از لحاظ میزان ذخیره و ارزش حرارتی سی ان جی که حدود 8/8 هزار ژول /لیتر است ( در مقایسه بنزین حدود 32 هزار ژول می باشد مسافتی که اتومبیل می پیماید محدود خواهد بود. علاوه بر این به علت محدودیت تعداد ایستگاه ای سوخت گیری اتومبیل باید به نحوی طراحی شود که علاوه بر سی ان جی بتواند از بنزین هم استفاده نماید. مزایای سی ان جی به شرح زیر است:
1- موتور در هوای سرد به راحتی روشن می شود.
2-سی ان جی اکتان بسیار بالایی دارد.
3- تمیز می سوزد و ته نشین کمتری در موتور ایجاد می کند.
4- هزینه تعمیراتی موتور کمتر است.
5- مواد آلاینده ناچیزی از اگزوز خارج می گردد.
معایت سی ان جی به شرح زیر است:
1- چون به صورت گاز وارد موتور می شود هوای بیشتری در مقایسه با بنزین جایگزین می کند و در نتیجه کارایی حجمی پایین تری دارد.
2- مسافت کوتاه تری در مقایسه با اتومبیل های بنزین طی می کند مگر انکه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزین هم استفاده نماید.
3- قدرت موتور اتومبیل های گاز سوز رویهمرفته 15 درصد کمتر از اتومبیل های بنزین سوز است.
4- ساییدگی نشیمنگاه شیر که بستگی به میزان رانندگی دارد بیشتر است.
5- خطر بیشتر آتش سوزی در هنگام تصادف در مقایسه با اتومبیل های بنزینی ( البته تاکنون در سوابق ایمنی خطر بیشتر ثابت نشده است)
در ایران طرح گاز سوز کردن خودروها یا استفاده از گاز طبیعی فشرده یکی از برنامه های اساسی شرکت ملی گاز ایران است در شهرهای شیراز ، مشهد و تهران چندین جایگاه تحویل سوخت با تاسیسات و دستگاه های جانبی و کارگاه تبدیل سیستم خودروها از بنزین سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهرهه برداری قرار گرفته است و عملیات اجرایی برای ساخت تعداد دیگری ایستگاه در دست اجرا قرار دارد.
   ü مایعات گاز طبیعی (NATURAL GAS LIQUIDS)
مایعات گاز طبیعی معمولا همراه با تولید گاز طبیعی حاصل می شود. مایعات گازی (Gas liquids) نیز مترادف مایعات گاز طبیعی می باشد. مایعات گاز طبیعی را نباید با گاز طبیعی مایع و یا ال ان جی اشتباه کرد مواد متشکله در مایعات گاز طبیعی عبارت است از اتان ، گاز مایع ( پروپان و بوتان ) و بنزین طبیعی (natural gasoline) و یا کاندنسیت ( condensate) که درصد هر کدام بستگی به نوع گاز طبیعی و امکانات بهره برداری دارد.
در سال 1996 کل تولید مایعات گاز طبیعی در جهان بالغ بر روزانه 5.7 میلیون بشکه بوده که از این مقدار تولید اوپک در حدود 2.6 میلیون بشکه در روز گزارش شده است.
   ü گاز طبیعی مایع ( Liquefied natural gas LNG)
گاز طبیعی عمدتا از متان تشکیل شده است و چنانچه تا منهای 161 درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مایع تبدیل می شود و حجم ان به یک ششصدم حجم گاز اولیه کاهش می یابد در نتیجه حمل آن در کشتی های ویژه به مراکز مصرف امکان پذیر می شود برای مایع کردن گاز متان می توان آن را تا 2/5 درجه سانتیگراد زیر صفر خنک نمود و تحت زیر صفر خنک نمود و تحت فشار 45 اتمسفر به مایع تبدیل کرد این روش از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است ولی از طرف دیگر حمل ان تحت فشار زیاد احتیاج به مخازن بسیار سنگین با جدار ضخیم دارد که امکان پذیر نیست و از نظر ایمنی توصیه نمی شود در نتیجه در فرایند تولید گاز طبیعی مایع ، فشار آن رابه اندکی بیش از یک اتمسفر کاهش می دهند تا حمل آن آسان باشد.
اولین محموله گاز طبیعی مایع یا به اختصار ال ان جی به صورت تجاری در سال 1964 از الجزایر به بریتانیا حمل شد و از ان هنگام تجارت گاکردن امکانات بندری و ذخیره سازی در بنادر بارگیری و تخلیه و همچنین ساخت کشتی های ویژه حمل ال ان جی احتیاج به سرمایه گذاری هنگفتی دارد در حالی که قیمت فروش گاز طبیعی مایع در حال حاضر در سطح نازلی است لذا فروشنده و خریدار باید قبلاً نسبت به انعقاد یک قرارداد طولانی 15 الی 20 ساله نحوه قیمت گذاری و سایر شرایط توافق لازم را به عمل آورند.
در تولید گاز مایع چهار مرحله عمده وجود دارد:
1- جداسازی ناخالصی ها که عمدتا از کربن دی اکسید و در برخی از موارد ترکیبات گوگردی تشکیل شده است.
2- جداسازی آب که اگر در سیستم وجود داشته باشد به کریستالهای یخ تبدیل شده و موجب انسداد لوله ها می گردد.
3- تمام هیدروکربورهای سنگین جدا شده و تنها متان و اتان باقی می ماند.
4- گاز باقی مانده تا 160 درجه سانتگراد سرد شده و به حالت مابع در فشار اتمسفر تبدیل می شود.
گاز طبیعی مایع در مخازن ویژه عایق کاری شده نگهداری و سپس برای حمل به کشور مقصد تحویل کشتی های ویژه سرمازا( CRYOGENIC TANKERS) می گردد. در حین حمل معمولا بخشی از گاز تبخیر شده به مصرف سوخت موتور کشتی می رسد. در بندر مقصد گاز طبیعی مایع تخلیه می گردد تا هنگام نیاز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبیعی مایع مجدداً به گاز تبدیل می شود. در فرایند تبدیل مجدد به گاز سرمای زیادی آزاد می شود که می توان از این سرما مثلا برای انجماد موادغذایی و یا مصارف دیگر تجاری استفاده کرد .
   ü گاز غیر همراه (NON-ASSOCIATED GAS)
گاز غیر همراه از میادینی که تنها تولید گاز از انها به صورت اقتصادی امکان دارد استخراج می شود به گاز استخراج شده از میادین نفت میعانی که درصد گاز حاصله از هر بشکه هیدروکربورهای مایع سبکه خیلی زیاد است نیز گاز غیر همراه می گویند.
   ü کلاهک (CAG CAP)
حجمی از لایه مخزن در اعماق زمین را کلاهک گاز و یا گنبد گاز (GAS DOME) نامیده اند که در آن گاز در بالای نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترین ، یا یکی از مرتفع ترین مناطق لایه مخزن محسوب می گردد.
   ü گاز کلاهک گاز (GAS CAP GAS)
گاز کلاهک به گازی گفته می شود که در کلاهک گاز محبوس شده باشد.
   ü گاز مایع (LPG)
مایع و یا به اختصار ال پی جی از پروپان و بوتان تشکیل شده است گازی که در سیلندر نگهداری می شود و در منازل مورد استفاده قرار می گیرد همان گاز مایع و یا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مایع را می توان از سه منبع بدست آورد:
1- گاز طبیعی غیر همراه
گاز ترو ترش از میدان گاز طبیعی را پس از خشک کردن و گوگردزدایی می توان تفکیک کرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.
2- گاز طبیعی همراه
پس از تفکیک و پالایش گاز طبیعی همراه با نفت خام نیز می توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.
3- نفت خام
بخشی از پروپان و بوتان در نفت خام باقی می ماند که می توان آن را با پالایش نفت خام بدست آورد همچنین در فرایند شکستن ملکولی و یا فرایند افزایش اکتان بنزین نیز ، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبی حاصل می شود.
در آمیزه گاز مایع درصد پروپان و بوتان بسیار مهم است در تابستانها که هوا گرم است درصد بوتان را اضافه می کنند ولی در زمستان با افزایش میزان پروپان در حقیقت به تبخیر بهتر آن کمک می نمایند معمولا درصد پروپان در گاز مایع بین 10 الی 50 درصد متغیر است .
در جهان روزانه بیش از 5 میلیون بشکه گاز مایع مصرف می شود مصارف گاز مایع در کشورهای مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طی دهه 1990 در جهان در بخش های مختلف به شرح زیر است:
تجاری و خانگی %60، صنایع شیمیایی %15، صنعتی %15، خدماتی %5، تولید بنزین%5
هر تن متر یک پروپان معادل 12.8 بشکه و بوتان برابر 11.1 بشکه است.
گاز مایع را با کامیون های مخصوص خط لوله و یا کشتی های ویژه ای که برای همین منظور ساخته شده است حمل می نمایند.
   ü گاز مشعل (FLARE GAS)
هیدروکربورهای سبک ممکن است به صورت گاز از شیرهای ایمنی در دستگاه های بهره برداری ، پالایشگاه ها و یا مجتمع های پتروشیمی ، گذشته و از طریق مشعل سوزانده شود چنانچه یکی از واحدهای پالایشگاه به علت بروز اشکالاتی در سیستم برق یا آب سرد کننده از کار بیفتد لازم است که مقادیر خوراک مجتمع و یا محصولات پالایشگاه از طریق دودکش به مشعل هدایت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود.
در مجتمع های بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه های بازیاب نصب شده که می توان در مواقع اضطراری بخشی از مایعات و یا گازها را به انجا هدایت کرد و از وسوختن آنها جلوگیری نمود.
   ü گاز همراه (ASSOCIATED GAS)
گاز همراه یا به صورت محلول در نفت خام است که در مراحل بهره برداری از نفت خام جدا می شود و یا به صورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل می شود.

 
تثبیت میعانات گازی (Condensate Stabilization System)
ساعت ۱٠:٠٤ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ۱٤ خرداد ۱۳۸۸ : توسط :

مقدمه؛
گاز طبیعی که از مخازن گازی استحصال می شود عمدتاً حاوی حجم قابل ملاحظه ای میعانات گازی است. مخصوصاً زمانی که حجم برداشت گاز از مخزن زیاد باشد. میعانات گازی به جریان هیدروکربنی مایع گفته می شود که در ذخایر گاز طبیعی وجود دارد و به صورت رسوب و ته ‌نشین در گاز استخراجی یافت می شود و عمدتاً از پنتان و هیدروکربنهای سنگینتر (+C5) تشکیل شده و دارای گوگرد پایین می باشد و معمولا عاری از انواع فلزات است و تقریبا نیمی از آن را نفتا تشکیل می‌دهد.


میعانات گازی بر خلاف بوتان و پروپان نیازمند شرایط ویژه برای مایع ماندن نیستند و به شیوه‌های مختلف قادر به تبدیل به نفت سبک ، بنزین ، سوخت جت و... هستند. در قیاس با پالایشگاه نفت خام ، در پالایشگاه میعانات گازی، فرایندهای تبدیلی و پالایشی کمتر است بنابراین هزینه سرمایه گزاری آن نصف هزینه سرمایه گزاری پالایشگاه نفت خام است.


ارزش حرارتی ناویژه هر لیتر از میعانات گازی حدودBTU 4/32706می باشد که تقریباً معادل با ارزش حرارتیm3 826/ . گاز طبیعی خط لوله اول سراسری است . بنابراین، این محصول به دلیل داشتن ارزش حرارتی بالا از اهمیت قابل توجهی برای صادرات برخوردار می باشد. به گونه ای که صادرات آن می تواند هزینه سرمایه گذاری اولیه یک پالایشگاه گازی را در ظرف مدت زمان کوتاهی برگرداند به شرط آنکه مشخصه فنی مطلوب را داشته باشد.


بر اساس برآورد موسسه تحقیقات انرژی "فکتس" ،‌ مستقر در هانولولوی آمریکا، ظرفیت تولید میعانات گازی ایران از 95 هزار بشکه در روز در سال 2001 ، نزدیک به یک میلیون بشکه در روز در سال 2013 خواهد رسید.
بیشترین میزان تولید میعانات گازی ایران از میدان گازی پارس جنوبی می باشد. این میدان گازی ، بزرگ‌ترین منبع گازی است که بر روی خط مرزی مشترک ایران و قطر در خلیج‌فارس و در فاصله 105 کیلومتری ساحل جنوبی ایران قرار دارد. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که بیش از 14 تریلیون متر مکعب گاز طبیعی و افزون بر 18 میلیارد بشکه میعانات گازی را در خود جای داده و روزانه 200 هزار بشکه میعانات گازی توسط فازهای یک تا پنج از این میدان تولید می شود و بنا به گزارش خبر گزاری مهر به نقل از مدیر عامل شرکت نفت و گاز پارس جنوبی تا کنون 200 میلیون بشکه میعانات گازی از پارس جنوبی به ارزش 10 میلیارد دلار صادر شده است.


باتوجه به حجم عظیم میعانات گازی تولیدی در کشور ، بررسی کاربردی برای رسیدن به یک مشخصه فنی مطلوب برای این محصول جهت استفاده بهینه بسیار ضروری است. در این مقاله سعی شده به صورت خلاصه فرایندهای تثبیت میعانات گازی جهت رسیدن به شرایط فنی مطلوب بررسی و معرفی گردد.

• هدف از تثبیت میعانات گازی( Condensate Stabilization)
میعانات گازی پس از جداسازی از گاز طبیعی حاوی عناصر فراری از هیدروکربنهای سبک همچون متان، اتان و... می باشد که چنانچه در شرایط محیطی مناسب قرار گیرند ، می توانند از فاز مایع جدا شده و باعث دو فازی شدن سیستم و پیوستن به فاز گازی شوند که این امر اثرات نامطلوبی درکیفیت محصول،نگهداری وانتقال به همراه خواهد داشت. بنابراین به منظور رسیدن به شرایط مطلوب جهت نگهداری، انتقال و فروش بایستی به صورت پایدار تک فازی مایع در آید.


به مجموعۀ این عملیات پایدارسازی اصطلاحاً Condensate Stabilization , یا تثبیت میعانات گازی گفته می شود،
این عملیات به سه دلیل انجام می شود:


1- حذف هیدرروکربنهای سبک وقابل تبخیر(عناصر فرار) و یا به عبارتی دیگر بازیافت متان، اتان، پروپان و تاحدود زیادی بوتان یا LPG از جریان هیدروکربنی مایع (میعانات گازی) می باشد.


2- کاهش فشار بخار سیال و رساندن آن به یک (Reid Vapor Pressure) RVP معین به عنوان یک مشخصه فنی ، به گونه ای که بتوان از دو فازی شدن سیال جلوگیری به عمل آید .


- RVP روش خاصی برای مشخص کردن نوع برشهای هیدروکربنی است ، در روش Reid سیال هیدروکربنی در یک محفظه با فشار متغیر قرار می گیرد و تا دمای oC 8/37 حرارت داده می شود، پس از مدتی فشار بالای این سیال ثابت می گرددکه این فشار ، RVP سیال را مشخص می کند. به عبارت دیگر RVP را می توان به عنوان فشار بخار سیال در تعادل با فاز مایع در دمای (oF 100) oC 8/37 ،که کمتر از فشار محیط می باشد تعریف کرد به گونه ای که در شرایط انتقال و نگهداری در ناحیه تک فازی مایع قرار گیرد. میزان RVP در فصول گرم و سرد سال به علت تغییر در مقدار ترکیبات تشکیل دهنده جریان هیدروکربنی متفاوت خواهد بود این میزان برای فصل زمستان حدود psia 12و برای فصل تابستان حدود psia10 میباشد
.


شکل 1 نمودارحالت تعادلی فشار- دمای میعانات گازی را قبل و بعد ازعملیات تثبیت برای یک ترکیب از میعانات گازی که در جدول 1 آمده ، نشان می دهد. همچنین این نمودار نشان دهنده کاهش فشار بخار سیال با حذف عناصرسبک می باشد.


3- کاهش میزان آب همراه با میعانات به کمتر ازppmw 500 و حذف مرکپتان و عناصراسیدی از سیال (البته قابل ذکر است که میعانات گازی به صورت طبیعی حاوی مقادیرخیلی کمی از , H2S CO2 نسبت به جریان هیدروکربنی گازی می باشند. )



• روشهای تثبیت میعانات گازی(Stabilization System)
عمده ترین روشهایی که برای تثبیت میعانات گازی استفاده می شوند عبارتنداز جداسازی براساس ایجاد شرایط تعادل فازی بین بخار ومایع (Flash Vaporization) و جداسازی برپایه اختلاف نقطه جوش هیدروکربنها(Stabilization by Fraction ) .
 

1- Flash Vaporization:
در این روش، تثبیت میعانات گازی براثر عمل تفکیک عناصر فرار از هیدروکربنهای سنگینتر براساس تعادل فازی بین بخار و مایع در یک سری Flash Tank تارسیدن به یک RVP معین صورت می پذیرد.
پس از جداسازی جریان مایع از جریان گازی درون Slugcatcher ، جریان مایع برای عمل تفکیک میعانات گازی از آب و محلول MEG ( که به منظور جلوگیری از یخ زدگی جریان گاز به خطوط لوله تزریق می شود) و گازهای باقیمانده وارد یک جداکننده سه فازی می شود.


جریان هیدروکربنی مایع (میعانات گازی) جداشده، که در اثر افت فشار ناگهانی با عبوراز یک شیر فشار شکن به صورت دو فازی در آمده ، وارد اولین Flash Tank می شود سپس عمل تفکیک دو فاز بر اساس تعادل فازی بین بخار و مایع در دما وفشار نهایی جریان، درون Flash Tank صورت می پذیرد . بدین گونه می توان عناصر فرار را از جریان اصلی مایع حذف نمود. جریان مایع خروجی برای جداکردن عناصر سبک بیشتر، وارد Flash تانک بعدی که در فشار پایین تری عمل می کند می شود واین عملیات تا رسیدن به یک RVP معین تکرار می گردد.


جریانهای گازی جدا شده از بالای Flash Tank ها که شامل عناصر سبک هیدروکربنی می باشد پس از تامین فشار درکمپرسورها به سیستم فراورشی گاز فرستاده می شود و جریان آب و محلول گلایکول جدا شده از جداکننده سه فازی به منظور احیای گلایکول به واحد MEG Recovery ارسال می شود همچنین به عنوان یک مشخصه فنی میزان آب همراه با میعانات گازی تثبیت شده نبایستی بیشتر ازppmw 500 باشد.
شکل 2 یک سیستم ساده از تثبیت میعانات گازی به روش Flash Vaporization نشان می دهد.

 


2- Stabilization by Fraction
دراین روش جدایش عناصر سبک و قابل تبخیر از هیدروکربنهای سنگین براساس اختلاف در نقطه جوش هیدروکربنها صورت می پذیرد.
این سیستم از یک جداکننده سه فازی که Stabilizer Feed Drum نیز نامیده می شود ، یک برج تثبیت کنندهStabilizing Tower (که می تواند به صورت سینی دار و یا پر شده از پکینگ باشد) ، یک Reboiler در پایین برج ، یک خنک کننده (Condenser) در بالای برج ویکسری مبدلهای حرارتی و پمپها تشکیل شده
است.


جریان مایع جداشده از جریان اصلی گاز در قسمت Slugcatcher که شامل میعانات گازی ، آب و گلایکول می باشد به یک جداکننده سه فازی ارسال می گردد وجریان هیدروکربنی پس از تفکیک به عنوان خوراک اصلی به قسمت بالای برج تثبیت Stabilizer Column فرستاده می شود. این برج به گونه ای است که فضا و زمان لازم برای تبادل جرم و انرژی بین دو فاز مایع و بخار را فراهم میکند. چنانچه برج از نوع سینی دار باشد ، سینیهای بالای سینی خوراک، نقش تقطیری و سینیهای زیر سینی خوراک نقش جداسازی و یا دفع هیدروکربنهای ناپایدار و سبک را از جریان هیدروکربنی دارد. شکل 3 یک نمونه از برج تثبیت همراه با یک Condenser دربالا و یک Reboiler در پایین برج نشان می دهد.
 



دمای Reboiler در این سیستم به گونه ای تنظیم شده که سبکترین هیدروکربن در قسمت تحتانی برج (به عنوان جریان محصول) پنتان وسنگین ترین هیدروکربن درجریان گازی بالای برج، بوتان باشد.
جریان خروجی پایین برج بعد از تبادل انرژی با جریان خوراک ورودی و رسیدن به دما و فشار معین به عنوان محصول نهایی تثبیت شده، شناخته می شود. قسمتی از جریان بخار بالای برج که پس از تبادل حرارتی در قسمت خنک کننده به صورت مایع در آمده برای تنظیم دمای جریان بالای برج وکنترل خلوص جریان به عنوان Reflux به برج برگشت داده می شود و بخارات باقی مانده بعد از تبادل حرارتی در خنک کننده به عنوان جریان هیدروکربنی سبک که عمدتاً شامل متان ،اتان، پروپان و بوتان می باشد به سیستم فراورشی گاز فرستاده می شود.


قابل ذکر است که جریان هیدروکربنی قبل از ورود به برج ابتدا نمک زدایی شده وبا استفاده از انرژی جریانهای گرم در مبدل های حرارتی افزایش دما پیدا می کند . ناگفته نماند که جریان خروجی از پایین برج Debutanizer که اکثراً شامل C5+می باشد ، می تواند به عنوان جریان خوراک دوم وارد برج تثبیت گردد. شکل 4 یک سیستم ساده از تثبیت میعانات گازی به روش Fractionنشان می دهد.
با مقایسه بین این دو روش می توان گفت: روش Fractionنسبت به روش قبل برای رسیدن به یک RVP معین، دقیق تر و از لحاظ اقتصادی به صرفه می باشد ولی در گذشته به دلیل سادگی کار عمدتاً روش Flash Vaporization متداول بوده.

 

 

» نویسنده: احسان آتش روز (Eatashrooz@yahoo.com)

» منابع:

1- GPSA; “Gas Processors Suppliers Association”, Tenth Edition, copy right at 2000
2- John M .Campbell, Volume 1 Seventh Edition; “Gas Conditioning and Processing”, second Printing, October 1994.
3- IPS; "Iranian Petroleum Standard", IPS-E-PR-500; Dec 1997
4-API (American Petroleum Institute);"Technical Data Book-Petroleum Refining", Sixth Edition, April 1997

 

 


 
تقطیر و برج تقطیر
ساعت ٩:٢٧ ‎ب.ظ روز پنجشنبه ۱٤ خرداد ۱۳۸۸ : توسط :

منظور از تقطیر، در واقع جداسازی فیزیکی برش های نفتی در پالایشگاه است که اساس آن اختلاف در نقطه جوش هیدروکربن های مختلف است است.هرچه هیدروکربن ،سنگین تر باشد ، نقطه جوش آن زیادتر است و بلعکس.
انواع تقطیر عبارتند از: 1-تقطیر تبخیر ناگهانی 2- تقطیر با مایع برگشتی 3-تقطیر نوبتی 4-تقطیر مداوم.


1-تقطیر تبخیر ناگهانی:
دراین نوع تقطیر،خطوطی از مواد نفتی که قبلاً در مبدل های حرارتی و یا کوره گرم شده اند، بطورمداوم به ظرف تقطیر وارد می شوند و تحت شرایط ثابت، مقدار ی ازآنها بصورت ناگهانی تبخیر میشوند. بخارهای حاصل بعد ازمیعان ومایع باقی مانده درپایین برج بعدازسردشدن بصورت محصولات تقطیرجمع آوری میشوند.عیب این نوع تقطیر،خلوص بسیارکم محصولات است.


2-تقطیر با مایع برگشتی:
اگر در روش 1 بخار حاصل را بعد از مایع کردن دوباره به داخل برج برگردانیم -این مایع،مایع برگشتی خوانده می شود-. تقطیر با مایع برگشتی خوانده میشود. در این روش مایع برگشتی با بخارات در حال صعود در تماس قرار داده می شود تا انتقال ماده و انتقال حرارت، صورت گیرد.از آنجا که مایعات در داخل برج در نقطه جوش خود هستند،پس در هر تماس از بخار،تبدیل به مایع می شودو بلعکس.
در نهایت تماس ها منجر به فراهم آمدن بخاری اشباع از هیدرو کربن ها با نقطه جوش کم و مایعی اشباع از مواد نفتی با نقطه جوش زیاد میباشد.
دراین روش، بخاطر استفاده از تماس بخار و مایع میتوان محصولات مورد نیاز را با هر درجه خلوص تولید کرد،البته به شرط اینکه به مقدار کافی مایع بر گشتی وسینی در برج موجود باشد . ابزار ما برای تغییر درجه جوش در این روش مقدار مایع برگشتی و یا تعداد سینی های داخل برج می باشد.
باید به این نکته توجه کرد که با افزایش مایع برگشتی به منظور افزایش درجه خلوص به همان مقدار مصرف سوخت نیز بالا می رود، چون این از نظر اقتصادی برای ما بصرفه نیست، تعداد سینی ها را در برج افزایش می دهیم.


3- تقطیر نوبتی:
این نوع تقطیر در قدیم بسیار متداول بوده، ولی امروز بعلت نیاز نیروی انسانی و ضرورت ظرفیت زیاد ، این روش کمتر مورد توجه قرار میگیرد . این روش صرفاً در صنایع دارویی و رنگ و مواد آرایشی و مواد مشابه بکار برده میشود و در صنایع پالایش نفت در موارد محدود مورد استفاده قرار می گیرد.بنابراین در موارد زیر،تقطیر نوبتی از نظر اقتصادی قابل توجه میباشد:
1- تقطیردر مقیاس کم 2- ضرورت تغییرات زیاد در شرایط خوراک محصولات مورد نیاز3-استفاده نامنظم از دستگاه4-تفکیک چند محصولی5-عملیات تولید متوالی با فرآیند های مختلف.


4- تقطیر مداوم:
امروز از این روش به دلیل اقتصادی بودن درتمام عملیات پالایش نفت استفاده می شود.در این روش برای یک نوع مخلوط ورودی مشخص و برش های تعیین شده شرایط عملیاتی ثابت بکار گرفته می شود. به همین علت در مقایسه با روش تقطیر نوبتی به مراقبت و نیروی انسانی کمتری احتیاج دارد.
 

محصولات روش تقطیر مداوم عبارتند از:
1- گاز اتان و متان بعنوان سوخت پالایشگاه 2-گاز پروپان و بوتان بعنوان گاز مایع و خوراک واحدهای پتروشیمی 3- بنزین موتور و نفتهای سنگین بعنوان خوراک واحد های تبدیل کاتالیستی برای تهیه بنزین بادرجه آروماتیسیته بالاتر 4-حلال ها 5- نفت سفید6- سوخت جت سبک و سنگین 7- نفت گاز 8- خوراک واحد های هیدرو کراکینگ و واحد های روغن سازی 9- نفت کوره و 10- انواع آسفالت ها.


در این روش ابتدا نفت خام را تا حدود 400 گرم می کنند تا بخاری داغ و مخلوطی سیال تولید کند که وارد برج تقطیر می شود. در این برج بخارها بالا می روند و درنقاط مختلف و درطول برج متراکم و به مایع تبدیل می شوند. اجزایی که نقطه جوش کمتری دارند(یعنی فرار ترند)بیشتر از اجزایی که نقطه جوش بیشتری دارند ،به حالت گاز باقی می مانند. این تفاوت در گستره های نقطه جوش امکان می دهد که اجزای نفت از هم جدا شوند. به همان طریقی که در یک تقطیر آب و الکل بطور جزئی از هم جدا می شوند. بعضی از گاز ها مایع نمی شوند و از بالای برج بیرون می روند. باقی مانده تبخیر نشده نفت نیز در ته برج جمع می شوند.
 

برج های تقطیر:
بطور کلی برج تقطیر شامل 4 قسمت اصلی می باشد:
1- برج 2-سیستم جوشاننده 3-سیستم چگالنده 4-تجهیزات جانبی شامل انواع سیستم های کنترل کننده ، مبدل های حرارتی میانی،پمپ ها و خازن جمع آوری محصول.


1- برج: برج های مورد استفاده در صنعت در 2 دسته اساسی زیرطبقه بندی می شوند 1- برج های سینی دار 2- برج های پر شده .
1-1- برج های سینی دار ؛ اساساً در 4 دسته زیر خلاصه می شوند . الف: برج های سینی دار از نوع کلاهک های (فنجانی) ب: برج سینی دار از نوع غربالی پ : برج سینی دار از نوع در یچه ای ت: برج سینی دار از نوع فورانی .


طرز کار یک برج سینی دار: بطور کلی فرآیند هایی که در یک برج سینی دار اتفاق می افتد، عمل جداسازی مواد است.در فرآیند تقطیر منبع حرارتی (جوشاننده)،حرارت لازم راجهت انجام عمل تقطیرو تفکیک مواد سازنده یک محلول تأمین می کند . بخار بالا رونده از برج با مایعی که از بالای برج بسمت پایین حرکت می کند ، بر روی سینی ها تماس مستقیم پیدا می کنند.این تماس باعث افزایش دمای مایع روی سینی می شود و در نهایت باعث نزدیک شدن دمای مایع به دمای حباب می شود .با رسیدن مایع به دمای حباب به تدریج اولین ذرات بخارحاصل می شود که این بخارات غنی از ماده فرار (ماده ای که از نقطه جوش کمتر یا فشار بالاتری برخوردار است) می باشد.ازطرف دیگردر فاز بخار مواردی که از نقطه جوش کمتری برخوردار هستند تحت عمل میعان قرار گرفته و بصورت فاز مایع به سمت پایین برج حرکت می کند. مهمترین عملکرد یک برج ایجاد سطح تماس مناسب بین فازهای بخار و مایع است. هرچه سطح تماس افزایش یابد عمل تفکیک با راندمان بالاتری صورت می گیرد.


2- سیستم جوشاننده: جوش آورها عموماً در قسمت انتهای برج و کنار آن قرار داده می شوند و وظیفه تأمین حرارت یا انرژی لازم را برای انجام عمل تقطیر به عهده دارند. معمولاً بعنوان یک مرحله تعادلی درعمل تقطیر و بعنوان یک سینی در برج های سینی دار در نظر گرفته می شوند.
انواع جوش آور ها عبارتند از: 1- دیگ های پوشش 2-جوش آورهای داخلی3-جوش آور نوع Kettle 4-جوش آور ترموسیفونی عمودی 5-جوش آورترمو سیفونی افقی 6- جوش آور نوع سیر کلاسیون اجباری.


3-سیستم چگالنده:
نقش چگالنده اساساً تبدیل بخارهای حاصل از عمل حرارت دهی به مخلوط،به مایع است. این امردر اصطلاح میعان یا چگالش نامیده می شود و دستگاهی که این عمل در آن رخ می دهد چگالنده نام دارد. بطور کلی چگالنده ها به 2 نوع تقسیم می شوند؛
1-چگالنده های کامل 2-چگالنده های جرئی.


در صورتی که تمام بخار بالای برج به مایع تبدیل شود و بخشی از آن وارد برج شده و بخشی دیگر آن وارد مخزن جمع آوری محصول می گردد عمل میعان کامل انجام شده است. اما اگر بخشی از بخارهای حاصل مایع شده و بخشی دیگر بصورت بخار از چگالنده خارج شود به آن یک چگالنده جزئی گفته می شود.
حال به بررسی انواع برج های نام برده در بالا خواهیم پرداخت.


1- برج های تقطیر با سینی کلاهدار(کلاهکی):
در این نوع برج ها ، تعداد سینی ها در مسیر برج به نوع انتقال ماده و شدت تفکیک بستگی دارد. قطر برج و فاصله میان سینی ها به مقدار مایع و گازی که در واحد زمان از یک سینی می گذرد وابسته است ،از آنجاییکه روی هر یک از سینی ها تغییر فاز رخ می دهد هر یک از این سینی ها یک مرحله تفکیک تلقی می شوند. برای اینکه بازدهی انتقال ماده در هر سینی به بیشترین حد برسد باید زمان تماس میان دو فاز و سطح مشترک آنها به بیشترین حد ممکن برسد.



بخش های مختلف برج تقطیر با سینی کلاهدار:
بدنه و سینی ها: جنس بدنه معمولاً از فولاد ریخته است و جنس سینی ها از چدن.فاصلۀ سینی ها را معمولاً با توجه به شرایط طراحی، درجه خلوص و بازدهی کار جدا سازی انتخاب می کنند.با بیشتر شدن قطر برج، فاصلۀ بیشتری برای سینی ها در نظر گرفته می شود.
سرپوش ها یا کلاهک ها:جنس آنها از چدن می باشد و نوع آنها با توجه به نوع تقطیر انتخاب می شود و تعدادشان در هر سینی به بیشترین حد مجاز عبور گاز از سینی بستگی دارد.
موانع یا سدها: برای کنترل بلندی سطح مایع روی سینی به هر سینی سدی به نام"وییر Wier " قرارمی دهند تا از پایین رفتن سطح مایع از حد معینی جلو گیری کند. بلندی سطح مایع درون سینی باید چنان باشد که گازهای بیرون آمده ازشکافهای سرپوش ها بتوانند از درون آن گذشته و زمان گذشتن هر حباب به بیشترین حدممکن برسد. اثر افزایش زمان گذشتن حباب ازمایع، زمان تماس گاز و مایع زیاد شده، بازده سینی ها بالا می رود.


2-برج های تقطیر با سینی مشبک (غربالی):
در این نوع برج ها ، اندازه مجراها یا شبکه ها باید چنان تعیین شود که فشار گاز بتواند گاز را از مایع با سرعتی مناسب عبور دهد. عامل مهّمی که دربازده این سینی ها مؤثر است، شیوه کارگذاری آنها در برج است اگراین سینی ها کاملاً افقی قرار نداشته باشند، بلندی مایع درسطح سینی یکنواخت نبوده و گذر گاز از همۀ مجرا ها یکسان نخواهد بود.
یک نکته قابل تأمل دراین نوع برج،خورندگی فلز سینی هاست چون براثر خورندگی ، قطر سوراخ ها زیاد می شود که در نتیجه مقدار زیادی بخار با سرعت کم از درون آن مجاری خورده شده گذر خواهد کرد.(می دانیم که اگر سرعت گذشتن گاز از حد معینی کمتر گردد مایع از مجرا به سوی پایین حرکت کرده بازدهی کار تفکیک کاهش خواهد یافت).

 

3-برج های تقطیر با سینی های دریچه ای:
این نوع سینی ها مانند سینی های مشبک هستند با این اختلاف که دریچه ای متحرک روی این مجرا را گرفته است.در صنعت نفت دو نوع از این سینی ها بکار میروند:
1-انعطاف پذیر: همانطور که از نام آن بر می آیددریچه ها می توانند بین دو حالت خیلی باز یا خیلی بسته حرکت کنند.
2- صفحات اضافی: دراین نوع سینی ها دو دریچه یکی سبک که درکف سینی قرار می گیرد و دیگری سنگین که برروی سه پایه ای قرارگرفته، تعبیه شده است. هنگامیکه بخار کم باشد، تنها سرپوش سبک به حرکت درمی آیدواگر مقدار بخار از حد معینی بیشتر باشد ، هردو دریچه حرکت می کنند.
 

4- برج های انباشته(پر شده):
دربرج های انباشته، به جای سینی ازتکه ها یا حلقه های انباشتی استفاده میشود.در برج های انباشته حلقه ها یا تکه های انباشته باید به گونه ای انتخاب شوند که دو هدف زیر را عملی کنند:
1-ایجاد بیشترین سطح تماس میان مایع و بخار 2-ایجاد فضای مناسب برای گذاشتن سیال از بستر انباشته.
مواد انباشتی باید دارای تمایل ترکیب با سیال درون برج نباشند و نیز باید به اندازه کافی مستحکم باشندتا براثراستفاده شکسته نشود و تغییرشکل ندهند
این را هم بدانیم که مواد انباشتی را به 2 روش درون برج قرار می دهند:
1-پرکردن منظم : ازمزایای این نوع پرکردن،کمتربودن افت فشاراست که درنتیجه حجم بیشر مایع را ازآن گذراند.
2-پرکردن نامنظم : از مزایای این نوع پر کردن ،میتوان به کم هزینه بودن آن اشاره کرد ولی افت فشار بخار درگذر برج زیاد خواهد بود.
 

مقایسه برج های انباشته با برج های سینی دار:
دربرج های انباشته عموماً افت فشار نسبت به برج های سینی دار کمتر است ولی اگردر مایع ورود برج ،ذرات معلق باشد ،برج های سینی دار بهتر عمل می کنند.زیرا در برج های انباشته ،مواد معلق ته نشین شده وسبب گرفتگی و برهم خوردن جریان مایع می گردد.
اگر برج بیش ازحدمتوسط باشد، برج سینی دار بهتر است زیرا اگر در برج های انباشته قطر برج زیاد باشد تقسیم مایع در هنگام حرکت از بستر انباشته شده یکنواخت نخواهد بود. در برج های سینی دار میتوان مقداری از محلول را به شکل فرآیندهای کناری از برج بیرون کشید، ولی در برجهای انباشته این کار شدنی نیست.کارهای تعمیراتی در درون برج های سینی دارآسانتر انجام می گیرد.تمیز کردن برج های انباشته ، از آنجا که بیش از هر چیز آنها را خالی کرده و بعد آنها را تمیز نماییم ، بسیار پرهزینه خواهد بود.

 

» تالیف: میلاد اصغرپور


 
← صفحه بعد