توضیحات
عنوان تحقیق: برآورد اقتصادی فن آوری GTL
- مقدمه
- فناوری تبدیل گاز طبیعی به فراوردههای مایع (GTL)
- مزایای فرایند GTL
- مزایای فراوردههای تولیدی از گاز طبیعی(GTL
- اقتصاد پروژههایGTL
- امنیت تأمین گاز مورد نیاز واحد
- تحلیل هزینه فایده یک واحد GTL فرضی برای ایران
- هزینه تمام شده هر بشکه فرآورده
- تحلیل حساسیت اقتصاد پروژه
- نتیجه گیری
- منابع
مقدمه
افزایش تقاضا برای گاز طبیعی و رشد سهم آن در تأمین انرژی اولیۀ جهان و نیز لزوم ایجـاد ارزش افزوده از منابع گازی به جای فروش این ذخایر به صورت خام، اسـتفاده از فـن آوریهـای جدید را در این صنعت برای ایران به عنوان بزرگترین دارنده ذخایر گازی دنیـا ضـروری نمـوده است. براساس پیش بینیهای انجام شده تقاضای انرژی جهـانی بـین سـال هـا ی 2012 تـا 2030 بیش از 36 درصد افزایش خواهـد داشـت. در میـان سـوخت هـا ی فسـیلی ، گـاز طبیعی با رشد سالانه 2 درصد بیشترین افزایش مصرف و تقاضا را خواهد داشـت. نفـت ( و فرآوردههای آن ) و گاز به ترتیب بیشترین سهم سوخت مورد استفاده در بخش حمل و نقل را همچنان حفظ خواهند کرد و در این میان فرآورده هـای حاصـل از تبـدیل گـاز GTL [1] بیشترین سرعت رشد را در میان سوختهای مـورد اسـتفاده در این بخش تجربه خواهند کرد.
ایران 8/33 تریلیون متر مکعب گاز طبیعی در اختیـار دارد کـه 2/18 درصـد ذخـایر جهانی را در بر میگیرد. اما به لحاظ تولید با 6/166 میلیارد متر مکعب، پس از امریکـا و روسیه در مقام سوم تولید گاز طبیعی در جهان قرار دارد و تنها 9/4 درصد تولید گـاز طبیعی جهان را به خود اختصاص داده است. در زمینه ی مصرف نیز ایران پس از آمریکا و روسیه با 2/162 میلیارد متر مکعب گاز در رتبه سوم در دنیا قـرار دارد و 8/4 درصـد مصرف را به خود اختصاص داده است. نسبت ذخایر به تولید گاز طبیعی در ایران نیز بـا توجه به آمار ذخایر و تولید بیش از 200 سال برآورد میگردد[2].
بنابراین با فـرض حفـظ روند کنونی مصرف و تولید در سالهای آتـی ، ایـران بـه طـور بـالقوه مـی توانـد یکـی از بزرگترین تولیدکنندگان فرآوردههای GTLباشد. از سوی دیگر موضوع کاهش عرضه نفت به دلیل محدودیت ذخایر نفتی مورد تأکیـد قرار گرفته و برنامه ریزی جهت استفاده از سوختهای جایگزین مبنـای انجـام مطالعـات مختلف در حوزه انرژی گردیده است.
هیرچ[3] ضمن ارائه نظریه ی نسبت یـک بـه یک میان درصد کاهش عرضه نفت و درصد کاهش رشد اقتصـادی ، یکـی از راهکارهـای کاهش شکاف میان عرضه و تقاضای فرآورده های نفتی را احداث واحدهای تبدیل گاز به فرآوردههای مایع (GTL) و عرضه هر چه بیشتر سوختهای مایع حاصل از این فناوری و در نهایت کاهش اثرات اقتصادی می داند. یکی از ویژگیهای مهم فـرآورده هـای GTL سازگاری این محصولات با محیط زیست اسـت. رویکـرد کشـورهای اروپـایی ، آمریکـا و برخی از کشورهای آسیایی مانند ژاپـن در اسـتفاده از گازوئیـل پـاك و بـدون سـولفور ، به طور بالقوه بازار سود آوری را برای گازوئیل حاصل از مـایع سـازی گـاز در پـی خواهـد داشت. برنامهی مقابله با اثرات سوء زیست محیطـی در اروپـا کـه از سـال 1993 تحـت عنوان یورو 1 آغاز شد، مراحل مختلفی را پشت سـر گذاشـته و در سـال 2014 مرحلـه ششم آن (یورو 6 ) مبنای فعالیت کشورهای اروپایی قرار گرفته اسـت. سـایر کشـورهای دنیا نیز کم و بیش استانداردهای مقابله با گازهای گلخانهای را مورد تأکیـد و اجـرا قـرار داده اند. در این تحقیق، ضمن اشارهای به فناوریGTL، وضعیت اقتصادی کاربرد این فناوری مورد بررسی قرار میگیرد.
2-فناوری تبدیل گاز طبیعی به فراورده های مایع (GTL)
اولین بار در سال 1923 دو دانشمند آلمانی به نامهای فیشر و تروپس توانستند گاز را به فراوردههای مایع تبدیل کنند. در جریان جنگ جهانی دوم این فرایند به دلیل محدودیت های دریافت سوخت توسط ژاپن و آلمان به کار گرفته شد و توسعه یافت. در دهه 1960 تحریم های نفتی سازمان ملل بر علیه رژیم آپارتاید در آفریقای جنوبی موجب شد که علیرغم اقتصادی نبودن، پالایشگاه 22500 بشکه ای با کمک متخصصین آلمانی در بندر ماسل این کشور ساخته شود که البته از زغال سنگ استفاده می شد و به عبارت دقیق تر فرایند (Coal TO Liquid CTL ( بود.
فرایند GTL فرایندی غیر مستقیم و دو مرحله ای است که در آن گاز طبیعی به فراورده های با ارزشی از جمله متانول ، دی متیل اتر و سایر فراوردههای میان تقطیر مانند گازوئیل و نفت سفید تبدیل می شود. در مرحله اول از واکنش گاز طبیعی با بخار آب و اکسیژن در راکتور اتوترمال ریفرمینگ ، گاز سنتز تولید می شود . در مرحله دوم ، گاز سنتز در واکنش فیشر – تراپش در راکتوری به همین نام به نفت خام مصنوعی مبدل شده و در ادامه با استفاده از روش هایی نظیر تقطیر و کراکینگ می توان محصولات نهایی ارزشمندی را مانند نفتا یا گازوئیل تولید کرد که قابلیت ذخیره سازی ، حمل و نقل و صادرات آن آسان بوده و از لحاظ مشخصات زیست محیطی و سایر مشخصات کاربردی جزء ایده آل ترین سوختها محسوب میگیرند. تغییر فاز ماده اولیه گازی به محصولات مایع خود بیانگر آزاد سازی مقادیر زیادی انرژی می باشد که می توان از آن استفاده نمود . از طرف دیگر جریانات متعدد گرم و سرد در این فرایند دارای اختلاف درجه حرارت قابل توجهی می باشند که می توان از درون سیستم ، انرژی های مورد نیاز را تأمین نمود. لذا این فرایند به شدت انرژی زاست و در صورت برقراری ارتباط مناسب بین واحدهای مختلف فرایند ، علاوه بر آب به عنوان محصول جانبی ، این فرایند توانایی تولید مقادیر قابل توجهی انرژی مازاد بر نیاز خود را نیز داشته و شاید بتوان در کنار یک واحد صنعتی آن نیروگاه برق نیز تأسیس نمود. به عبارت دیگر فرایند تبدیل گاز طبیعی به هیدروکربن های مایع نه تنها از منظر انرژی خودکفاست بلکه می تواند تولید کننده انرزی نیز باشد . این فناوری هر چند بیش از 80 سال قدمت دارد ولی در مقیاس تجاری هنوز در ابتدای راه توسعه خویش قرار دارد . فراورده های نهایی به دست آمده از این فرایند ، اکثراً معادل فراورده های نفتی حاصل از برج تقطیر پالایشگاههای نفت خام است که در دامنه C10 تا C20 قرار دارند و اصطلاحاً به آنها ” فراورده های میان تقطیری ” گفته میشود ؛ از همین روی بعضاً واژه GTL یا Gas Liquids Toرا تبدیل گاز به فراورده های میان تقطیری نیز میگویند. فراورده های حاصل از فرایند GTL ، بویژه گازوئیل دارای خواص برتری همچون عاری بودن از سولفور و مواد آروماتیک و همچنین درجه ستان بالاتر نسبت به گازوئیل عادی می باشند . منابع گاز سنتز ؛ گاز طبیعی ، زغال سنگ و توده های زیستی هستند . سنتز هیدروکربنها در این فرآیند در حضور کاتالیستهای آهن و کبالت انجام می پذیرد که کاتالیست کبالت از فعالترین کاتالیستهای مورد استفاده قرار گرفته می باشد ، بالاترین بازدهی و طولانی ترین عمر را دارند ، نسبت به آلکان های خطی گزینش پذیر بوده و برای تولید محصولات میان تقطیر و محصولاتی با وزن مولکولی بالا از گاز سنتز حاصل از گاز طبیعی به کار می روند .
فرآیند GTL به طور خلاصه شامل سه مرحله است:
2-1-تولید گاز سنتز[4] (مصنوعی)
در این مرحله با استفاده از روشهای موجود همچون تغییر مولكولی با بخار[5]، اکسیداسیون جزئی[6] ، ریفورمینگ خود گرمایی[7]، متان و اكسیژن تركیب شده و گاز سنتز درست میشود.
فرمول گاز سنتز عبارت است از H 2 + CO در واقع، گاز سنتز تركیبی از هیدروژن و اكسید كربن است كه معمولاً حاوی مقادیر كمی از بخار آب و دی اكسید كربن نیز، می باشد.
2-1-1- فناوری های تولید گاز سنتز
1-اکسایش جزئی غیر کاتالیستی POX 2-اکسایش جزئی کاتالیستی CPOX 3-ریفرمینگ متان با بخار آب Steam Reforming 4-ریفرمینگ اتوترمال ATR 5-روشهای ترکیبی ریفرمینگ CR 6-راکتور سرامیکی CMR
– اکسایش جزئی غیر کاتالیستی
در روش اکسیداسیون جزئی، راکتور بدون کاتالیزور بوده و جریان خوراک ورودی نیز دارای بخار آب نمی باشد . خوراک گاز طبیعی در بالای راکتور با اکسیژن ترکیب می شود و در مشعل اکسیداسیون جزئی انجام می گیرد . دمای خروجی راکتور در حدود 250 درجه سانتیگراد می باشد و در این واکنش از سوختن ناقص متان ، هیدروژن و مونوکسید کربن حاصل می شود .
– ریفرمینگ متان با بخار آب
ریفرمینگ متان با بخار آب متداول ترین شیوه تولید گاز سنتز از گاز طبیعی است که در آن هیدروکربن با بخار آب در یک راکتور لوله ای و در دمای 700 تا 1100 درجه سانتی گراد و در فشار 5 تا 35 بار واکنش می دهد . یک واکنش مربوط به شکست هیدروکربن و دیگری واکنش موسوم به شیفت آب – گاز است . مجموع این دو واکنش به شدت گرماگیر است و برای تولید محصول بیشتر به دمای بالا و فشار پایین نیاز داریم. با این وجود واکنش در فشار بالا انجام می شود تا اولاً حجم راکتور کاهش یابد و از طرف دیگر هزینه تولید فشار بالا در مراحل بعد کم می شود . واکنش دیگری که به دلیل وجود دمای بالا در راکتور انجام می گیرد ، واکنش تجزیه هیدروکربن است که سبب تجمع کربن بر روی سطح کاتالیزگر شده و عملکرد آن را پایین می آورد . برای حل این مشکل ، مقداری بیشتر از مقدار مورد نیاز ، بخار آب وارد راکتور می کنند تا در طی انجام واکنش ، کربن تولید شده روی سطح کاتالیست مصرف شود . در صورتی که خوراک دارای هیدروکربن های سنگین باشد، باید از مقدار بیشتری بخار آب استفاده نمود چون این هیدرو کربن ها تمایل بیشتری به تولید کک روی سطح کاتالیزگر دارند .
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.
به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش تحقیق
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.