شبیه‌سازی و اصلاح فرایند در ایستگاه تقویت فشار گاز، با هدف کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی

نوع مقاله: مقاله شیمی

نویسندگان

1 استادیار مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

2 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

3 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی شیراز

4 استاد مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران

10.22075/jme.2020.19119.1806

چکیده

امروزه قوانین زیست‌محیطی سختگیرانه‌ای برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای وضع شده است. بنابراین استفاده از منابع حرارتی اتلافی می‌تواند راه‌حل مناسبی برای کاهش این نوع گازها باشد.‌ در این تحقیق، ابتدا فرایند تراکم فشار در یک ایستگاه تقویت فشار گاز بررسی، و با نرم‌افزار ASPEN-HYSYS شبیه‌سازی شده است، سپس با توجه به اینکه در ایستگاه مورد نظر، عملیات افزایش فشار گاز بوسیله توربوکمپرسور و عمل نم‌زدایی از گاز با حلال گلایکول انجام می‌گیرد، طراحی جدیدی به منظور کاهش مصرف سوخت در کوره گرم‌کن گلایکول و استفاده مجدد از گرمای خروجی دودکش توربین پیشنهاد شده است. در این طراحی، استفاده از انرژی هدررفت گازهای داغ خروجی از دودکش توربین برای گرم کردن گلایکول اشباع منجر به کاهش مصرف روزانه 5/2 میلیون فوت مکعب گاز شیرین می‌شود.
مقایسه نتایج حاصل از شبیه‌سازی فرایند پیشنهادی با داده‌های واحد عملیاتی، نشان می‌دهد که با این روش می‌توان به دمای℃198 برای احیاء گلایکول نیز دست یافت. همچنین، بازگردانی بخارات گلایکول خروجی از برج احیاء به چرخه مصرف، باعث صرفه‌جویی در حدود 8/188 کیلو‌گرم مول بر ساعت گلایکول می‌شود. در نهایت با انتقال گازهای خروجی از دودکش توربین (پس از تبادل حرارت با گلایکول اشباع) به منطقه ایمن در بیرون از ایستگاه تقویت فشار گاز، با کاهش انتشار آلاینده‌ها در محیط به بالابردن شاخص‌های مواجهه شغلی کمک شایانی می‌کند. ارزیابی اقتصادی فرایند مذکور نشان می‌دهد به کمک این روش با صرف هزینه‌ای معادل با 21340 میلیون ریال می‌توان به میزان 24017 میلیون ریال در روز از هزینه‌های واحد کم نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation and Modification of The Process at The Gas Compression Station to Reduce Fuel Consumption and Environmental Pollution

نویسندگان [English]

  • Seyyed Mohammad Jokar 1
  • Navab Zamaninejad 2
  • Payam Parvasi 3
  • Jafar Javanmardi 4
1 Department of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Shiraz University of Technology, Shiraz, Iran
2 Department of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Shiraz University of Technology, Shiraz, Iran
3 Department of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Shiraz University of Technology, Shiraz, Iran
4 Department of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Shiraz University of Technology, Shiraz, Iran
چکیده [English]

The environmental laws cause industries to find solutions for reducing greenhouse gas emissions. In this paper, the study and simulation of a domestic gas compression station by the Aspen-Hysys software has been considered. At this station, the gas turbines are applied to make mechanical energy from a combustible fuel to drive the compressors. Furthermore, the glycol dehydration process is used to absorb water from the natural gas stream. In order to reduce the glycol heater fuel consumption, the heat recovery of the turbine stacks, and restoring the exit glycol vapors, a new design is proposed and simulated. In this design, the heat of the flue gas leaving the turbine is transferred to the rich glycol stream exiting the absorption column. This will lead to a reduction in the daily consumption of sweet gas by 2.5 million cubic feet.
The comparison of the simulation results with plant data shows that the proposed process could achieve the temperature requirements of glycol regeneration (198 °C). By restoring the glycol vapors from the regeneration tower to the consumption cycle, it is possible to decrease the Glycol consumption by 188.8 kgmole/h. Finally, by transferring the flue gas from the turbine (after heat exchanging with rich glycol stream) to the safe area outside the gas compression station, it helps to prevent the release of hazardous pollutants and increase the occupational exposure indices. In addition, the cost evaluation shows that the proposed process is capable of saving 24017 million rials per day by consuming 21340 million rials.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Heat Recovery
  • Process Simulation
  • ASPEN-HYSYS Software
  • Turbine stack
  • Glycol dehydration
  • Reducing fuel consumption