3 – ترکیب گاز خوراک نیز از اهمیت بسیار بالایی برخوردار بوده زیرا گازهایی مانند دی اکسید کربن ، جیوه یا سولفید‌هیدروژن ، از آنجا که باید قبل از مایع سازی ، جداسازی و جمع آوری شوند هزینه های اضافی را به پروژه تحمیل می‌کنند و دی اکسید کربن در بلند‌مدت مشکلات زیست محیطی خطرناکی به همراه دارد.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

2-7-2- فرآیند مایع سازی
مرحله مایع سازی یکی از مراحل مهم تاسیسات LNG به شمار می رود. پیدایش فناوری مایع سازی گاز از طریق سردسازی به دهه 1940 باز می گردد ولی از اواسط سال 1960 با توسعه تکنولوژی سیستم‌های سرد کننده و تکنیک های متعدد مهندسی در ساخت تاسیسات مایع سازی و تانکرهای حمل گاز طبیعی، موضوع اقتصادی بودن طرح های LNG به صورت جدی مطرح گردید.
بعد از مرحله تولید و تحویل گاز به تاسیسات مایع سازی ، در ابتدا نا خالصی های موجود نظیر گازهای اسیدی و ترکیبات گوگردی (دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن )،آب و جیوه که در فرآیند مایع‌سازی گاز ایجاد مشکل می نمایند و مانع سردسازی گاز می‌گردند جدا می شوند و گاز باقیمانده عمدتاً حاوی متان می‌باشد . در نهایت گاز به درون یک مبدل حرارتی فرستاده شده و در دمای 161- درجه سانتی‌گراد به مایع تبدیل می شود .
روش های مایع سازی و تجهیزات استفاده شده در آن ، تاثیر قابل توجهی بر کارایی سیستم ، قابلیت اطمینان و هزینه تاسیسات دارد. تجهیزات اصلی یک تاسیسات مایع سازی شامل کمپرسورها جهت به گردش درآوردن سیال‌مبرد، موتورهای محرکه کمپرسورها، مبدل های حرارتی جهت سرد‌سازی و مایع‌سازی گاز و تبادل حرارت میان سیال‌های ‌مبرد می شوند، می باشد .
در فرآیند مایع سازی بخش اعظم انرژی جهت تبرید مورد نیاز است لذا سیستم تبرید، بخش عمده‌ای از تاسیسات LNG را به خود اختصاص می‌دهد. تفاوت عمده بسیاری از تکنولوژی های مایع سازی به سیکل سرمایش آنها مربوط می‌شود و این تکنولوژی در اختیار شرکت های محدودی می‌باشد که بطور کلی عبارتند از :
1 – تکنولوژی مایع سازی PPMR 10 متعلق به شرکت APCI 11
2 – تکنولوژی مایع سازی AP-X متعلق به شرکت APCI
3 – تکنولوژی مایع سازی Cascade متعلق به شرکت Phillips
4 – تکنولوژی مایع سازی DMR 12متعلق به شرکت Shell
5 – تکنولوژی مایع سازی MFCP 13متعلق به شرکت های Linde و Statoil
6 – تکنولوژی مایع سازی Prico
7 – تکنولوژی مایع سازی Liquefin متعلق به شرکت های Axens و IFP
8 – تکنولوژی مایع سازی Teal Arc
9 – تکنولوژی مایع سازی اسنام ، پروجتی
تفاوت عمده‌ای که در این تکنولوژی‌ها وجود دارد و یا در حال گسترش است به دلیل تفاوت در نوع سیال‌ مبرد، نوع مبدل های حرارتی و تجهیزات مورد نیاز و نیز در تعداد کمپرسورهای مورد نیاز و توان آن‌ها می‌باشد. انتخاب تکنولوژی مایع سازی مناسب علاوه بر شرایط آسان دسترسی به آن به چهار فاکتور مهم نیز بستگی دارد که عبارتند از :
هزینه های سرمایه ای مورد نیاز
بازده حرارتی
خصوصیات مکانی
قابلیت اطمینان در تکنولوژی مایع سازی
2-7-2-1 هزینه‌های سرمایه ای
مهم‌ترین بخش در هنگام احداث تاسیسات مایع سازی انتخاب تکنولوژی مناسب است تا هم از نظر سرمایه‌ای و نیز کارایی، بازده‌ مناسبی برای ما داشته باشد از این رو باید با در نظر گرفتن خصوصیات تکنولوژی مورد نظر و مقایسه آن با دیگر تکنولوژی‌ها و سهولت دسترسی به آن، تکنولوژی مناسب را انتخاب نمود. یکی از تکنولوژی‌های کم‌سرمایه برای مایع‌سازی LNG متعلق به شرکت APCI می‌باشد که در حال حاضر بزرگترین پروژه های مایع سازی در کشور قطر را در اختیار دارد.
2-7-2-2- بازده حرارتی
فرآیند مایع‌سازی به دلیل عدم انتقال کارا و بهینه حرارت میان سیال ‌مبرد و گاز در حال فرآوری درون مبدل های حرارتی، انرژی زیادی مصرف می‌نماید. بنابراین در هنگام انتخاب تکنولوژی مایع ساز، با توجه به آن‌که بازده ترمودینامیکی آنها تقریباً برابرند، باید به تعداد و طراحی کمپرسورهای مایع سازی توجه نمود.
2-7-2-3-شرایط مکانی
موقعیت قرارگیری ذخیره گازی و زیرساخت های موجود در منطقه و شرایط آب و هوایی تاثیر بسیار مهمی در انتخاب تکنولوژی مورد نظر ما دارد .
2-7-2-4-قابلیت اطمینان
مدت زمان کارکرد یک تاسیسات مایع سازی و استهلاک آن و حداکثرسازی میزان بازگشت سرمایه تاسیسات از اهمیت بالایی برخوردار است. تکنولوژی های مایع سازی هیچ‌کدام کارایی بیشتری نسبت به سایر تکنولوژی ها ندارند و باید به این نکته اشاره نمود که هر یک از این تکنولوژی ها دارای شرایط بهینه منحصر به‌فردی می باشد که باید با توجه به موقعیت مکانی طرح، قابلیت اطمینان تکنولوژی موردنظر، پیش‌بینی بازار و همچنین میزان گاز موجود در مخزن ، مقایسه جامع نمود .
2-7-3- فرآیند انتقال LNG
یکی از بخش های مهم و کلیدی زنجیره LNG ، انتقال آن به وسیله‌ی کشتی می باشد زیرا رابط میان واحد تولید و مصرف بوده و از تکنولوژی ویژه ای برخوردار است. هزینه ساخت و نگهداری این کشتی‌ها بسیار بیشتر از کشتی‌های حمل نفت خام بوده و از پیچیدگی های خاصی برخوردار است و نیازمند رعایت اصول ایمنی و استانداردهای بالایی در مراحل ساخت ، بارگیری ، حمل و تحویل می‌باشند . کشتی های حمل کننده LNG مانند دیگر کشتی‌های حمل کننده مواد سوختی قابلیت شستشو و بارگیری محصول دیگری را ندارند و پس از تخلیه گاز باید خالی به مقصد خود بازگردند.
کشتی‌های حمل کننده LNG به صورت دوجداره ساخته می شود که جداره داخلی برای مقاومت بدنه کشتی در برابر تصادفات احتمالی بوده و فضای میان دو جداره برای ایجاد تعادل کشتی معمولاً با آب پر می‌شود. جداره مخازن این کشتی‌ها از فولاد ضد زنگ مخصوص با آلیاژهایی از آلومینیوم ساخته شده تا بتواند گاز را در دمای 161- سانتی گراد نگه داشته و مانع نفوذ حرارت به مخزن شود. مخازن این کشتی‌ها به صورت غشایی 14 ، کروی 15 و یا منشوری16 ساخته می شود که مخازن غشایی تقریبا به شکل مکعب مستطیل هستند و به دلیل وجود سطح مسطح و صاف خود فشار بالایی را نمی‌توانند تحمل کنند. مخازن کروی که با ورقه های آلومینیومی ضخیم و کاملا ایزوله ساخته شده و با توجه به انحنای سطح می‌توانند فشار بالاتری را تحمل نمایند. این تانکرها از نقطه نظر قیمت گران تر بوده و تعداد آنها با توجه به اندازه کشتی بین 4 تا 6 عدد در هر کشتی می باشند. این کشتی‌ها به نحوی عایق بندی شده‌اند که در زمان تصادفات احتمالی از نشت و انفجار گاز مایع تا حد زیادی جلوگیری شود .
در هنگام حمل LNG با کشتی در هر روز در حدود 1/0 تا 15/0 درصد از گاز طبیعی مایع شده بخار می شود. با فرض فاصله 18 روزه تا مقصد، در حدود 8/1 درصد از گاز بخار می شود که این گاز بخار شده‌ هم‌کاربرد حرارتی در داخل کشتی داشته و نیز مورد استفاده چیلرهای سرماساز قرار می‌گیرد. تصویر (2-3)
تصویر(2-3) نمایی از کشتی حمل LNG و بخش های مختلف آن
در سال 2006 تعداد 24 کشتی حمل LNG در جهان ساخته شده است که بیشترین تعداد کشتی ساخته شده بین سال های 2006-1965 بوده و تعداد کشتی های حمل کننده تا پایان سال 2010 به360 فروند رسیده است. عمر کشتی های LNG بیش از 20 سال بوده که نیاز به نگهداری و تعمیرات ویژه‌ای نیز دارد که از استهلاک و سوانح احتمالی آنها جلوگیری شود. شرکت Daewoo کره یکی از شرکت‌های پیشگام در تولید این کشتی ها در جهان می باشد.
2-7-3-1- ظرفیت کشتی های LNG
اولین کشتی حمل کننده LNG در سال 1964 با ظرفیت 27400 متر مکعب جهت واردات گاز از الجزایر به انگلستان مورد استفاده قرار گرفت و در سال 1975 اولین کشتی با ظرفیت 126000 به بهره‌برداری رسید. حدود 11 فروند کشتی حمل کننده LNG با ظرفیت های 18000 تا 50000 متر مکعب در دهه 1960و 1970 میان آفریقای شمالی و اروپای جنوبی به کار گرفته شده بود و همچنان در مدیترانه مشغول به کار هستند. بیشتر کشتی‌های سفارش شده از سال 2007 به بعد دارای ظرفیت هایی بالاتر از 120000 متر مکعب هستند. کشتی هایی با ظرفیت 138000 – 125000 متر مکعب توانایی حمل حدود 97/2 – 69/2 میلیارد فوت مکعب گاز طبیعی را دارا می باشند. این کشتی ها حدود 274 متر طول، 30 متر عرض و حدود 11 متر آب نشین دارند .
امروزه بیشتر کشتی‌های در حال ساخت دارای ظرفیت های 140000 – 120000 مترمکعب می‌باشند ولی کشتی‌هایی با ظرفیت های 216000 متر مکعب و 266000 متر مکعب در دو سال گذشته ساخته شده است. اندازه کشتی های حامل LNG به عوامل بسیاری از جمله موارد زیر بستگی دارد :
مسافتی که کشتی باید محموله خود را حمل نماید
حجم گاز صادراتی
وضعیت و زیرساخت های مقصد دریافت کننده LNG
محدوده دریایی حمل LNG
با توجه به برآوردهای اقتصادی انجام شده در جهان و در نظر گرفتن محدودیت‌های دریایی و عبور از تنگه‌ها و نیز موقعیت بنادر دریافت کننده محموله‌های LNG، بهتر است ظرفیت کشتی های حمل کننده LNG بیشتر از 150000 متر مکعب نباشد .(نگاهی به صنعت ال ان جی،غلامعلی رحیمی،77)

2-7-4- ذخیره سازی LNG و تبدیل مجدد آن به گاز
آخرین مرحله از زنجیره LNG فرآیند تبدیل مجدد آن به گاز در مقصد مورد نظر می باشد. این فرآیند از نظر تکنیکی و فنی بسیار ساده تر و از دیدگاه هزینه سرمایه گذاری اولیه نسبت به تاسیسات مایع سازی از هزینه بسیار کمتری برخوردار است ولی نیازمند آب فراوان می باشد. در این مرحله در تاسیسات تبدیل مجدد LNG به گاز، از طریق آب دریا و یا سوزاندن گاز در تاسیسات گرما ساز گرم شده و به گاز تبدیل می شود و بدین منظور LNG از دمای 161- درجه سانتی گراد ، در فشاری بین 60 تا 98 اتمسفر تا دمای بالاتر از صفر گرم می‌شود. تاسیسات اصلی تبدیل مجدد LNG شامل اسکله و لنگرگاه کشتی جهت تخلیه LNG ، تانکرهای ذخیره، تاسیسات گرماساز و پمپ های توزیع گاز تبدیلی و انتقال آنها به خطوط لوله (برای رسیدن به مصرف کننده) می‌باشد . مهم‌ترین بخش این مرحله، ذخیره‌سازی گاز می‌باشد. مخازن ذخیره سازی باید از ظرفیت کافی برخوردار باشند تا در هنگام وجود مازاد LNG دریافتی و نیز در صورت دیرکرد محموله از طریق کشتی، ذخیره کافی برای تحویل به مشتریان را داشته باشند. برخی از ترمینال‌های دریافت LNG به دلایل استراتژیک یا با توجه به تغییرات مصرف در فصول مختلف، دارای ظرفیت‌های بیشتری می باشند از جمله ترمینال Sodegaura در توکیو که دارای ظرفیت ذخیره سازی در حدود 66/2 میلیون متر مکعب ( معادل 20 محموله LNG)است.
2-7-4-1- خصوصیات ترمینال های تبدیل LNG
جهت انتخاب و احداث ترمینال های تبدیل مجدد گاز LNG فاکتورهای مهمی وجود دارد که عبارتند از :
امکان دسترسی به دریا و آب های آزاد
شرایط لازم و ایمن جهت پهلو گرفتن کشتی
مجاورت با شبکه توزیع و نواحی عمده مصرف

فاصله مناسب از مناطق مسکونی و هرگونه فعالیت‌های انسانی
رعایت مسائل زیست محیطی
داشتن معیار های لازم برای حفظ ایمنی
حفظ ایمنی تانکرهای ذخیره ساز LNG
تانکرهای ذخیره‌سازی LNG سهم عمده هزینه ترمینال‌های ساحلی جدیدالاحداث را به خود اختصاص می‌دهند. اندازه این تانکرها از 98000-40000 متر مکعب در 10 سال پیش به 180000 متر مکعب در سال‌های اخیر افزایش یافته است. در تصویر (2-4) مراحل کامل زنجیره LNG از «مبدا تولید» به «مقصد مصرف» که تاسیسات مجدد تبدیل LNG می‌باشد قابل مشاهده است.
تصویر (2-4) مراحل کامل زنجیره تولید LNG
منبع: www.Wood Mackenzie.com (2005)
2-8-هزینه احداث تاسیسات LNG
احداث زنجیره LNG بسیار سرمایه بر بوده و نیازمند سرمایه گذاری های داخلی و خارجی است. برآورد کل هزینه های احداث تاسیسات تولید یک واحد LNG، کاری دشوار و نیازمند محاسبات دقیق و برآورد کامل تمامی بخش ها با توجه به شرایط پیش رو می باشد .

دسته بندی : پایان نامه ارشد

پاسخ دهید