تحقیق ریفرمینگ گاز طبیعی

توضیحات

 عنوان فارسی: ریفرمینگ گاز طبیعی

• مقدمه
• فصل دوم پیشینه تحقیق
•  مراحل انجام فرآیند ریفرمینگ گاز طبیعی به وسیله بخار آب
•  فرآیند تولید
•  پالایش خوراک
•  شیمی عملیات
•  ریفرمینگ(تبدیل )با بخار آب Reforming
•  حرارت مورد نیاز
•  تبدیل جابه جایی Shift Reaction water – Gas
•  تبدیل Co به shift conversion  
•  نسبت بخار به كربن RATIO
•  تشكیل هیدروكربن ها در واكنش FISHERTROPSCH
•  درجه حرارت تیوب های كوره ریفرمر
•  اثر کاتالیزورها و بازدارنده‌ها بر واکنش
•  انواع واکنش
•  انواع راکتورهای شیمیایی
•  راکتور بسته و نیمه بسته 
•  راکتورهای پیوسته 
•  راکتور CSTR
•  راکتور plug
•  راکتورهای دوره ای (Recycle Reactor
•  راکتورهای بستر ثابت و بستر سیال
•  مزایا و معایب راکتور بستر ثابت
•  راکتور دوغابی
•  مزایای راکتور دوغابی
•  تفاوت بین راکتور بستر ثابت و دوغابی
•  مکانیسم واکنش کاتالیزوردار
•  سموم کاتالیزور
•  اختصاصی بودن فعالیت کاتالیزور
•  تهیه گاز سنتز از گاز طبیعی
•  ریفرمینگ با بخار آب
•  ریفرمینگ اتوترمال ATR
•  اکسیداسیون جزئی گازطبیعی
•  مقایسه روشهای تولید گازسنتز از گاز طبیعی
•  مقایسه گازهای تولید شده از هر روش
•  تكنولوژیLNG (گاز طبیعی مایع شده)  
•  معایب استفاده از LNG
•  مزایای استفاده از LNG  
•  تکنولوژی CNG( گاز طبیعی فشرده شده)
•  مزیت سی ان جی نسبت به ال ان جی  
•  گاز مایع (LPG)  
•  خواص LPG  
•  تکنولوژی هیدرات (GTH
•  مزایا و معایب  
•  تکنولوژیGTL (سوخت مایع)
• مزایای فرآورده های تولیدی از “جی تی ال”  
•  تبدیل CO به CO با كاتالیست  
•  تبدیل CO به CO با كاتالیست  آهن در HTS
•  تبدیل CO به CO با كاتالیست  مس در  LTS   
•  تبدیل CO و CO به متان با كاتالیست  نیكل در متانیتور
• فصل سوم مراحل انجام فرآیند ریفرمینگ گاز طبیعی به وسیله بخار آب
•  روش‌های تولید گاز سنتز  
•  فرآیند تولید  
• پالایش خوراک  
•  آماده کردن خوراک  
• کلرزدایی و سولفورزدایی از خوراک  
•  سولفورزدایی  
•  شیمی عملیات  
•  تبدیل با بخار آب  
•  ریفرمینگ(تبدیل) با بخار آب Reformin
•  تبدیل جابه جایی Shift Reaction water – Gas   
•  تبدیل Co به  shift conversion  
•  خالص سازی هیدروژن PSAunit)  
•  معرفی واحد PSA  
•      روش انجام كار در واحد PSA  
•  مشخصات خوراك واحد PSA  
•  مشخصات off – Gas حاصل از PSA  
•  مشخصات محصول PSA  
•  متان سازی  
•  بازیافت مواد heat recovery  
•  متغیرهای عملیاتی واحد و كنترل آنها  
•  قسمت تبدیل هیدروكربن ها با بخار آب STEAM REFORMINY
•  تشكیل كربن ( كك )  
•  درجه حرارت تیوب های كوره ریفرمر  
•  شكل تیوبهای كوره ریفرمر  
•  TRGERTAILING  
•  ناحیه های داغ در تیوبها HOTZONES  
•  GIRAFFENECKZNC شبیه گردن زرافه شدن
•  تأثیر هیدروژن روی كار كاتالیست  
• بحث و نتیجه گیری  
•  وضعیت جاری  
•  مزیت ها  
• اقتصاد و چالش ها
• فصل چهارم مدلسازی  
•  مقدمه
•  توصیف فرآیند انجام شده
•  سینتیک واکنش
•  معادلات و مدل سازی
•  موازنه جرم
•  موازنه انرژی
•  فرضیات به کار رفته در مدل
•  فاکتور تاثیر ɳ
•  معادلات مربوط به محاسبه خواص فیزیکی سیال
•  ویسکوزیته مخلوط گاز ایده آل
•  ضریب نفوذ موثر اجزا
•  ترم نفوذ مولکولی
•  بررسی نقش شرایط عملیاتی
•  نقش افزایش دما در فشار ثابت
•  اثر افزایش فشار در دمای ثابت
•  اثر بخار ورودی
•  تاثیر شرایط عملیاتی و ترکیب خوراک در گاز تولیدی
•  نتیجه گیری
• مراجع

مقدمه:

امروزه تولید گاز سنتز از گاز طبیعی، بعنوان یكی از مهمترین تكنولوژی‌های كه در آن از گاز طبیعی استفاده می‌شود، مطرح است. گاز سنتز كاربردهای فراوانی از قبیل استفاده به عنوان خوراك در كارخانه تولید آمونیاك، تولید اسید استیك و اسید فرمیك، خوراك فرآیندهای هیدروكراكتیگ و هیدروتریتینگ در پالایشگاه‌ها، تولید متانول و بسیاری موارد دیگر دارد.

اما تولید گاز سنتز با استفاده از روش‌های متعددی انجام می‌شود.  این روش‌ها به دو بخش عمده، حرارتی  و كاتالیستی تقسیم می شوند. یكی از مهمترین این روشها، فرآیند رفرمینگ با بخار آب كاتالیستی است كه عمدتاً از فلز نیكل بعنوان كاتالیست در آن استفاده می‌شود.

در این پروژه ابتدا در فصل اول به شرح كلی از وضعیت گاز طبیعی در جهان و ایران و تكنولوژی‌های گاز طبیعی پرداخته می‌شود. در فصل دوم شرح كلی پیرامون روشهای تولید گاز سنتز ارائه می‌گردد. در فصل سوم به شرح فرآیند رفرمینگ بخار برای تولید متانول از گاز سنتز به طور مفصل شرح داده می شود و سپس در فصل چهارم به طراحی یك واحد رفرمینگ بخار یا SRI می‌پردازیم. در انتها جمع بندی از مطالب فوق بیان می‌گردد.

 

فصل دوم

پیشینه تحقیق

2-1- مراحل انجام فرآیند ریفرمینگ گاز طبیعی به وسیله بخار آب

2-1-1- فرآیند تولید

ریفرمینگ گاز طبیعی بوسیله بخار آب به دو جریان کلی تقسیم می شود که یکی تولید هیدروژن جریان غنی از Reformat که SMR معنی می دهد. ریفرمینگ متان با بخار آب و بدنبال آن تصفیه هیدروژن است که فشار جذب سطحی شناور یا PSA معنی می دهد.

این فرآیندها در چهار مرحله صورت می گیرد.

• ریفرمینگ Reforming
• تبدیل جابه جایی Shift conversion
• خالص سازی گازPSA
• متان سازی Methanation

2-1-2- پالایش خوراک

قبل از ریفرمینگ باید خوراک پالایش شود. در این واحد ابتدا خوراک گاز طبیعی که مخلوطی از اتان، متان، نیتروژن ، co₂ ، پروپان و نرمال بوتان است، باید بدون گوگرد شود.

که این کار بوسیله استفاده از فیلتر کربن فعال، تحت فشار و وابسته به ریفرمر طراحی شده انجام می شود.

جدول 2-1- مشخصات خوراک
درصد مولی اجزاء	ترکیبات
1172/0	نیتروژن
66/0	Co2
83/85	متان
7/1	اتان
9/0	پروپان
44/0	نرمال بوتان

2-2- شیمی عملیات

واکنش های هیدروژناسیون که در راکتور مخزنی صورت می گیرد به قرار زیر است .

RSH+H₂                 RH+H₂S (2-1)

R₁SSR₂+3H₂               R₁H+R₂H +2H₂S (2-2)

R₁SR₂+2H₂                R₁H+R₂H+2H₂S(2-3)

R وR₁  R₂ و رادیکالهای هیدروکربن می باشند.

واکنش های سولفورزدایی حرارت زا می باشند ولی بعلت اینکه مقدار گوگرد در خوراک بسیار کم است حرارت آزاده شده قابل ملاحظه نیست ، علاوه بر هیدروژناسیون ترکیبات گوگرددار، ترکیباتی کلردار خوراک نیز در اثر هیدروژناسیون به HCL تبدیل می شود.

فرمول واکنش ها به قرار زیر است :

CH₄+H₂           C₂H₆+Heat            (2-4)

C₃H₆+H₂          C₃H₈+Heat(2-5)

این واکنشها همان طور که ملاحظه می گردد گرمازا می باشند . کاتالیست اکسید روی با H₂S بصورت زیر واکنش می دهد.

H₂S+Zno            zns+H₂O(2-6)

در عملیات نرمال و درجه حرارت بین 360 تا 400 درجه سانتیگراد مقدار گوگرد در گاز خوراک کاهش یافته و به حدود ppm 1/0 wtمی رسد .

2-3- ریفرمینگ(تبدیل )با بخار آب (Reforming)

خوراک پالایش شده بهمراه مخلوط بخار ، مستقیم یا غیر مستقیم با آب به داخل کوره ریفرمر تزریق می شود که طی دو شاخه تقسیم شده به کوره وارد می شوند و به جهت جلوگیری از صدمه دیدن تیوبهای کوره مقدار هر دو جریان کنترل می گردد .

قبل از ورود خوراک به کوره بخار آب نیز به آن تزریق می گردد و Ratio بر حسب نیاز عملیاتی بین 31/3 تا 29/4 ( وزنی ) حفظ می کنند.

پس از آن مخلوط خوراک و بخار وارد کویل ها می شوند و راه flue Gas تبادل حرارت می کنند ، دمای خروجی این مخلوط از coil ها توسط تزریق بخار سوپرهیت به گاز خوراک کنترل می گردد .

جهت تنظیم مقدارBfw به مخلوط خوراک برای تنظیم دمای آن در محدودۀ 580-489درجه سانتی گراد در قسمت خروجی ، کویل بخار در نظر گرفته شده است .

مخلوط خوراک و بخار از کویل های پیشگرم کن وارد تیوبهای محتوای کاتالیست نیکل می شود ، کاتالیزگر معمولاً به شکل حلقه های استوانه ای تو خالی به قطر است . این کاتالیزگر از 25تا40 درصد اکسید نیکل بر روی یک پایه مقاوم در مقابل گرما، مانند سیلیس ، تشکیل شده است .

برای جلوگیری از غیر فعال شدن کاتالیست نیکل جریان خوراک متان در میان بستر های پر از اکسید روی یا زغال فعال شده که سولفور را خارج می کند حفظ می شود.

پس ازورود مخلوط به تیوبها ، در آنجا مخلوط تبدیل به هیدروژن ، مونواکسیدکربن، دی اکسید کربن و متان می شود. واکنش بسیار گرماگیر است و نیاز به دما می باشد ، دمای انجام واکنش بین 760 تا810 درجه سانتی گراد (1400 تا 1500 f) می باشد . حرارت لازم توسط مشعل های در نظر گرفته شده در کوره که در دو طبقه می باشند تامین می شود. جریان خروجی از تیوبهای کوره دارای 860 درجه سانتی گراد دما و حدود 4.5 درصد متان می باشد که وارد Exchanger شده و تولید بخار اشباع می نماید، دمای گازهای خروجی از تیوبها بعد از تبادل حرارت درExchanger به حدود 360 درجه سانتی گراد می رسد درجه حرارت ورودی به HTSC را نیز می توان هنگام عبور از Exchanger تنظیم کرد.در ریفرمینگ گاز طبیعی بوسیله بخار آب ، گاز طبیعی با بخار آب و فشار حدود 3-25Bar واکنش می دهد که این کار می تواند در دو بخش انجام شود. بخش اول ریفرمینگ در فشار بالا با مجتمع سازی مبدل های حرارتی و کار در فشار بالاتر از 16 بار انجام می گیرد که حجم هندسی ظرف ریفرمر را کاهش می دهند و بخش دیگر کار کردن ریفرمر در فشار پائین و حدود 3 بار است که با افزایش دادن نسبت تبدیل و متراکم سازی ریفرمیت قبل از خالص سازی انجام می گیرد.

واکنش کاتالیزوری بین متان و دیگر هیدروکربن های موجود در گاز طبیعی با بخار آب انجام می گیرد.

CH₄+H₂O             CO +3H₂-Heat(2-7)

CH₄+2H₂O           CO₂+4H₂-Heat(2-8)

که حرارت مورد نیاز در این واکنش ها قابل ملاحظه می باشند.

و همانطور که در بخش های قبل گفته شد حرارت مورد نیاز برای این واکنش ها از احتراق سوخت گازی و تصفیه tail gas از سیستم PSA می آید .

درجه حرارت Flue Gas در قسمت خروجی ، قسمت تشعشعی کوره حدود 925-920 درجه سانتی گراد می باشد از گرمای flue cas در قسمت های زیر استفاده می شود .

• پیشگرم کن مخلوط خوراک
• در کویل تولید بخار
• بخار سوید هیت
• یپشگرم کن آب تغذیه بویلر
• پیشگرم کن خوراک

پس از استفاده از flue Gas در سرویسهای فوق الذکر گازها با درجه حرارتی حدود 222 درجه سانتی گراد به صورت مکش طبیعی وارد اتمسفر می شوند.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق