مقدمه
انتقال گاز ترش از سکوهای گازی فراساحلی به پالایشگاه‌های ساحلی همواره با چالش‌های مختلفی از جمله تشکیل هیدرات و خوردگی همراه است که می‌تواند بر کارایی و ایمنی خطوط انتقال گاز تاثیر بگذارد. برای مقابله با این مشکلات، تزریق گلایکول به عنوان یک راه‌حل متداول استفاده می‌شود. انواع مختلفی از گلایکول‌ها شامل منو اتیلن گلایکول (MEG)، دی اتیلن گلایکول (DEG)، تری اتیلن گلایکول (TEG) و تترا اتیلن گلایکول (TetraEG) برای مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. گلایکول‌ها به دلیل نقطه جوش بالاتر و فشار بخار کمتر نسبت به آب، گزینه مناسبی برای جلوگیری از تشکیل هیدرات در شرایط پر فشار و کم دما در طی انتقال گاز به حساب می‌آیند.
واحد بازیافت گلایکول MEG
1. اهمیت و کارکرد تزریق MEG در خطوط گاز
تزریق منو اتیلن گلایکول (MEG) در فرآیند انتقال گاز، نقش حیاتی در جلوگیری از تشکیل هیدرات و مقابله با خوردگی خطوط انتقال دارد. MEG در سکوهای فراساحلی به خطوط گاز که به سمت تاسیسات ساحلی هدایت می‌شوند، تزریق می‌شود. با تزریق MEG، پایداری گاز انتقالی حفظ شده و از انسداد و خرابی احتمالی در خطوط جلوگیری می‌شود، که این امر به کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیر کمک می‌کند.
2. فرآیند بازیافت MEG
پس از رسیدن گاز به تاسیسات ساحلی، MEG از جریان گاز جدا شده و به واحد بازیافت MEG ارسال می‌شود. این واحد به منظور:
- حذف سولفید هیدروژن (H₂S) و دیگر ناخالصی‌ها از محلول گلایکول
- افزایش غلظت گلایکول از حدود 30% به 70% وزنی طراحی شده است.
این فرآیند امکان استفاده مجدد از MEG در سیستم انتقال گاز را فراهم کرده و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.
شبیه‌سازی واحد بازیافت MEG در نرم‌افزار Aspen Plus
1. نمای کلی شبیه‌سازی در Aspen Plus (نسخه 10)
شبیه‌سازی واحد بازیافت MEG در نرم‌افزار Aspen Plus نسخه 10 انجام شد که این نرم‌افزار به دلیل دقت بالا در شبیه‌سازی فرآیندهای گازی شهرت دارد. این شبیه‌سازی شامل مدل‌سازی مبدل خنک‌کن انتهای واحد و بهینه‌سازی آن برای افزایش کارایی در جداسازی و تغلیظ MEG است. این مرحله به‌ویژه برای حذف گازهای سمی و ناخالصی‌ها از محلول گلایکول اهمیت دارد و به حفظ کیفیت بالای جریان MEG کمک می‌کند.
2. بهینه‌سازی و طراحی مبدل خنک‌کن
در این بخش از شبیه‌سازی، مبدل خنک‌کن برای افزایش بازده حرارتی واحد بازیافت طراحی شده است. شبیه‌سازی با در نظر گرفتن عوامل مختلفی مانند دما، فشار و نرخ جریان، بهترین پیکربندی برای بازیافت MEG را مشخص کرده و مصرف انرژی را به حداقل می‌رساند. با استفاده از مدل‌های پیشرفته ترمودینامیکی Aspen Plus، می‌توان پیش‌بینی دقیقی از تاثیرات این متغیرها به دست آورد که منجر به طراحی بهینه و عملکرد بهتر سیستم می‌شود.
شبیه سازی در نرم افزار اسپن پلاس ورژن 10 انجام شده و مبدل خنک کن انتهای واحد جهت بهینه سازی واحد طراحی شده است. که برای حذف گاز های سمی در واحد استفاده شده است.
شبیه‌سازی مکمل در Aspen HYSYS: تایید و اعتبارسنجی فرآیند
واحد بازیافت MEG همچنین در نرم‌افزار Aspen HYSYS شبیه‌سازی شد تا علاوه بر بررسی نتایج حاصل از شبیه‌سازی در Aspen Plus، از دقت محاسبات ترمودینامیکی آن اطمینان حاصل شود. شبیه‌سازی HYSYS اطلاعاتی تکمیلی برای تحلیل‌های بهینه‌سازی ارائه کرده و به تایید رفتار صحیح سیستم تحت شرایط مختلف کمک می‌کند.
مزایا و تاثیرات بازیافت MEG در فرآیند گاز ترش
اجرای بازیافت MEG در فرآیند شیرین‌سازی گاز مزایای متعددی دارد:
- صرفه‌جویی در هزینه‌ها: استفاده مجدد از MEG نیاز به تامین مداوم گلایکول تازه را کاهش داده و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
- حفاظت از محیط زیست: با کاهش پسماند و مصرف مواد شیمیایی، بازیافت MEG به حفظ پایداری محیط زیست کمک می‌کند.
- کارایی عملیاتی: این فرآیند تامین مداوم MEG را تضمین کرده و از توقف‌های ناشی از اتمام گلایکول جلوگیری می‌کند.
- افزایش ایمنی: حذف ناخالصی‌ها و گازهای خطرناک مانند H₂S به کاهش خطرات ناشی از مواجهه با مواد سمی کمک می‌کند و ایمنی عملیات را افزایش می‌دهد.
نتیجه‌گیری
بازیافت موثر MEG نقش حیاتی در موفقیت عملیات شیرین‌سازی گاز ایفا می‌کند و راهکاری قابل اعتماد برای مدیریت شرایط دشوار انتقال گاز فراساحلی و ساحلی ارائه می‌دهد. شبیه‌سازی‌های انجام‌شده در نرم‌افزارهای Aspen Plus و HYSYS نه تنها مدل‌سازی دقیقی از واحد بازیافت را فراهم می‌کند، بلکه با بهینه‌سازی طراحی و عملکرد، باعث کاهش هزینه‌ها، افزایش ایمنی و پایداری محیط زیست می‌شود. برای شرکت‌هایی که به دنبال حفظ یکپارچگی و کارایی سیستم‌های انتقال گاز خود هستند، ادغام این شبیه‌سازی‌ها در فرآیندهای پروژه‌ها می‌تواند تاثیر بسیار مثبتی داشته باشد.
شبیه‌سازی و بازیافت MEG برای پالایش گاز با اسپن پلاس و هایسیس
این پروژه با استفاده از شبیه‌سازی صنعتی پالایشگاه و داده‌های واقعی آن طراحی و اجرا شده است. به دلیل حساسیت‌های امنیتی و محرمانگی، امکان به اشتراک‌گذاری فایل‌های شبیه‌سازی اصلی وجود ندارد. فایل‌های ارائه‌شده پس از خرید شامل شبیه‌سازی‌های انجام‌شده در نرم‌افزار Aspen Plus، شبیه‌سازی‌های HYSYS، و همچنین طراحی بهینه‌سازی‌شده کولینگ‌تاور خواهد بود.