كارخانه‌هاي گاز gas plant
اين كارخانه‌هاي گاز توسط مهندسين خبره و متخصص طراحي و ساخته شده‌اند و مطمئناً گازهاي با كيفيتي توليد مي‌كنند.
| 1- كارخانه اكسيژن | 7- كارخانه يخ خشك | 13- پمپ‌هاي اكسيژن مايع |
| 2- كارخانه هيدروژن | 8- كارخانه متان | 14- مولد پروبان |
| 3- كارخانه نيتروژن | 9- كارخانه بيوگاز | 15- كارخانه اكسيد نيتروژن |
| 4- آمونياك‌شكن | 10- كارخانه LNG | 16- پمب نيتروژن مايع |
| 5- كارخانه استيلين | 11- كارخانه CNG | 17- مولد اكسيژن |
| 6- مواد گاز Co2 | 12- كارخانه گاز طبيعي | 18- مواد گاز نيتروژن PSA |
| 19- مواد اكسيژن PSA |
تجهيزات ولوازم جانبي كارخانه‌هاي گاز :
| – خشك‌كن‌هاي گاز | – موتورهاي انبساط | – جداكن رطوبت (نم‌گير هوا) |
| – رآكتور گاز | – مبدل گرمايي | – جذب كننده روغن |
| – تصفيه كننده گاز | – برج تقطير | – كمپرسور 4 مرحله‌اي |
| – صافي گردوغبار | – پس‌خشك‌كن | – باتري غربالي مولكولي |
| – لوله چند راهه ورود گاز | – صافي مكنده | – انواع كمپرسورهاي گاز |
كارخانه اكسيژن oxygen plant در كارخانه‌هاي گاز
اكسيژن به همراه گازهاي نيتروژن، آرگون و گازهاي ديگر توليد مي‌شود كه اين حجن توليد اين گازها نسبت به توليد اكسيژن خيلي بالاتر است. اكسيژن به عنوان مهم‌ترين گاز شناخته شده است و عمدتاً در كارخانه‌هاي فولادسازي با پردازش شيميايي و تصفيه آب مورد استفاده قرار مي‌گيرد. همچنين اكسيژن خالص براي كاربردهاي پزشكي استفاده مي‌شود. اگرچه گاز اكسيژن به مقدار زيادي در هوا موجود مي‌باشد ولي لازم است كه مشكل مايع و گاز فشرده و در دسترس باشد.
كارخانه‌هاي توليد اكسيژن شديداً مقرون به صرفه هستند، سيستم‌هاي توليد اكسيژن كه در اندازه‌هاي گوناگون مي‌باشند از دستگاههاي كوچك و قابل حمل گرفته تا كارخانه‌هايي با ظرفيت خيلي بالا. اين كارخانه‌ها به طور متداول براساس تكنولوژي PSANPSA/VSA (Uacuum Pressure swing adsorption/ vacum swing adsarption Pressuure Swing adsorption /) كار مي‌كنند.
ويژگي‌هاي مخصوص اين كاربرد تعيين مي‌كند كه كداميك از اين تكنولوژيها مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.
كارخانه‌هاي جديد اكسيژن اين امكان را فراهم مي‌آورد كه اكسيژن در محل و با قيمت پاييني توليد و تصفيه گردد. بعلاوه، اين كارخانه‌ها به گونه‌اي هستند كه مي‌توان سطح خلوص و فشار را بر طبق مقتضيات كار برد و در محيط كاملاً امن و قابل اطميناني تغيير داد.
مراحل توليد گاز اكسيژن در كارخانه‌هاي گاز
توليد گاز اكسيژن در كارخانه اكسيژن داراي چندين مرحله است: ورود هوا به كمپرسور، جداسازي اكسيژن از نيتروژن و گازهاي ديگر توسط غربالهاي مولكولي زيريست. اين سيستم داراي برج‌هايي است كه بطور اتوماتيك روشن و خاموش مي‌شود و اكسيژن ذخيره شده را بيرون مي‌‌دهد. مي‌توان درجه خلوص اكسيژن را تا 94% تنظيم كرد، اگرچه مقرون به صرفه‌ترين درجه خلوص براي اكسيژن 85% است كه براي اهداف عملي استفاده مي‌شود.
در مرحله بازيابي (regene nation)، نيتروژن جذب شده متعاقباً به صورت ماده‌اي زائد تخليه مي‌شود. نهايتاً گاز اكسيژني با درجه خلوص 94% تا 85 و فشار cm2/kg 5/2 توليد مي‌شود. اين گاز كاملاً خشك بوده و هيچ‌گونه رطوبتي ندارد.
اكسيژن مايع در كارخانه‌هاي گاز
همانطور كه مي‌دانيد مي‌توان گازهاي مختلف موجود در هوا را در درجه حرارت‌هاي متفاوتي جدا
كرد. بدين‌ترتيب كه در كارخانه گاز اكسيژن ابتدا دماي هوا را تا 297- درجه فارنهايت پايين مي‌آورند، اكسيژن مايع توليد شده داراي چگالي kg/m3 1140 است.
گاز اكسيژن در صنعت‌هاي گوناگوني كاربرد دارد از جمله كارخانه‌هاي فولاد (Mini- steel) ، تصفيه فاضلاب، كاغذسازي، جوشكاري، توليد اوزون، جوشكاري برنجي، باتري سازي، غني‌سازي كوره (Furnance Enrichment)، ذوب و جداسازي مس، صنعت شيشه، پرورش ماهي، اكسايش شيميايي و غيره.
اگرچه اكسيژن فقط يك پنجم گازهايي است كه توليد مي‌شود ولي اين گاز خيلي ارزشمند است. تقاضا براي اكسيژن تاثير عمده‌اي بر محل قرارگيري بيشتر كارخانه‌هاي گاز دارد. بدين ترتيب، بيشتر كارخانه‌هاي اكسيژن در حوالي كارخانه‌هايي كه به اكسيژن نياز دارند قرار گرفتند. نيتروژن و
چند گاز ديگر كه همراه با اكسيژن توليد مي‌شود در صورتيكه تهويه نگردد به جاي ديگري ارسال مي‌شود.
كارخانه هيدروژن hydrogen plant
اخيراً بخش پالايشگاه با چالش عمده‌اي در خصوص مواجهه با تغييرات حاصله در خصوصيات بنزين و گازوئيل، روبه‌رو است، اين تغييرات در حال ادامه است. بعلاوه بازار توليدات ته بشكه‌هاي نفت افت كرده است و در نتيجه نياز به سرمايه‌گذاري در فرايندهاي تبديل افزايش يافته است. تغييرات حاصله در پالايشگاهها جهت برآورده كردن اين نيازها، خصوصاً سرمايه‌گذاري در فرايندهاي تصفيه هيدروژن و تجزيه هيدروژن، باعث افزايش نياز به خالص سازي هيدروژن شده است.
جديدترين روشي كه در صنعت جهت مقابله با اين وضعيت اتخاذ شده است به حداكثر رساندن بازيافت هيدروژن از بخارهاي گاز پالايشگاه است. اين امر به سرمايه‌گذاري عظيمي در دستگاههاي تصفيه هيدروژن يا كارخانه‌هاي گاز هيدروژن نياز دارد.
كارخانه‌هاي گاز هيدروژن براي توليد هيدروژن از “تكنولوژي تصفيه بخار” Steam Reforming Techhnology استفاده مي‌كنند. مواد خامي كه به طور رايج در پالايشگاه مورد استفاده قرار مي‌گيرند شامل نفت، گاز طبيعي و LPG مي‌باشد. با اين وجود، چندين مواد اوليه هيدروكربونه به عنوان جايگزين در نظر گرفته شده است از جمله متانول كه در مقياس زياد استفاده مي‌شود. واحدهاي كارخانه هيدروژن براساس تكنولوژي Pressure Swing / PSA Adsorption كار مي‌كنند.
روند كار كارخانه هيدروژن در كارخانه‌هاي گاز
همانطور كه قبلاً بحث شد، رايج‌ترين روش توليد هيدروژن فرايند تصفيه بخار است. پروسه اصلي شامل واكنش بخار با هيدروكربن به همراه كاتاليزور در درجه حرارت °C800-750 است و بدين‌ترتيب هيدروژن و اكسيدهاي كربن توليد مي‌شود. كل پروسه به اين ترتيب است.
– تصفيه مواد خام، كه در اين مرحله مواد سمي مثل سولفور و كلر جمع‌آوري مي‌شود و بدين‌ترتيب پروسه بهبود تصفيه‌ي بخار بهتر انجام مي‌شود و طول عمر كاتاليزورها به حداكثر مي‌رسد.
– بهبود تصفيه بخار، كه مرحله بعدي است و همچنين به عنوان پروسه اصلي كارخانه گاز هيدروژن محسوب مي‌شود و واكنش‌هاي اصلي جهت توليد هيدروژن در اين مرحله صورت مي‌گيرد.
]طرح‌‌هاي زيادي براي “واكنش تصفيه بخار” (Steam Reforming Reaction) وجود دارد. به طور متداول از “طرح فرايند پرفشار و درجه حرارت بالا” استفاده مي‌شود، اين طرح در اصل در پالايشگاهها جهت توليد هيدروژن مورد استفاده قرار مي‌گيرد. طرح ديگر “طرح كم فشار” است كه همچنين در دي‌اكسيد كربن غني است و عمدتاً در كارخانه‌هاي احياء مستقيم مورد استفاده قرار مي‌گيرد.[
– تغيير درجه حرارت بالا و تغيير درجه حرارت پايين
در اين پروسه مونوكسيدكربن در دو مرحله با بخار واكنش مي‌‌دهد، از جمله درجه حرارت بالا و درجه حرارت پايين اين واكنش باعث توليد دي‌اكسيدكربن و هيدروژن اضافي مي‌گردد.
– پروسه تصفيه سازي، كه مرحله نهايي محسوب مي‌شود. در اين مرحله با استفاده از تكنولوژي جذب توسط نوسان فشار (PSA)، هيدروژني با 99/99% درجه خلوص توليد مي‌شود.
كارخانه نيتروژن nitrogen plant در كارخانه‌هاي گاز
كارخانه‌هاي گاز نيتروژن با به كارگيري تكنيك جداسازي غربالي مولكولي (mole Cular Sieve Seporntion) گاز نيتروژن را با استفاده از هواي محيط توليد مي‌كنند. در اين تكنولوژي از “غربالهاي
مولكولي كربن” استفاده مي‌شود و اين غربالها اين توانايي را دارند كه اكسيژن را از هوا جدا كنند.
كارخانه‌هاي جديد توليد نيتروژن به صورت ميكروپردازشگرهايي هستند كه براساس دستگاههاي تمام اتوماتيك كار مي‌كنند. مزيت‌هاي اصلي اين كارخانه‌ها اين است كه مي‌توان كنترل كاملي بر عرضه گاز نيتروژن داشت، هزينه توليد آنها در مقايسه با كپسول‌هاي نيتروژن موجود در بازار كمتر است، طول عمر غربالهاي مولكولي حتي از طول عمر خود دستگاه بيشتر است و اين كارخانه‌ها تقريباً نيازي به تعمير و نگهداري ندارند.
مراحل توليد گاز نيتروژن در كارخانه‌هاي گاز
كارخانه‌هاي توليد گاز نيتروژن داراي 2 بستر هستند كه با غربالهاي مولكولي كربن پوشانده شده است. مراحل توليد گاز به اين ترتيب است كه ابتدا هواي فشرده از يك بستر عبور داده مي‌شود، كه اين بستر بعداً نيتروژن را توليد مي‌كند. گام بعدي شامل احياء بستر ديگر توسط كاهش فشار هوا يا گاز (depressuristion) تا حد فشار اتمسفر است. اين مرحله PSA جذب سطحي توسط نوسان فشار ناميده مي‌شود.
ميزان خلوص نيتروژن حاصله در كارخانه‌هاي گاز
درجه خلوص نيتروژن توليد شده در كارخانه‌هاي گاز نيتروژن متغير است از 99% گرفته 99/99%. به طوركل، يك دستگاه ساده و معمولي PSA قادر به توليد نيتروژن خام با درجه خلوص 99% است. اگر به سطح بالاتري از خلوص نياز باشد مي‌توانيد از تصفيه كننده‌هاي بيشتري استفاده كنيد.
كارخانه گاز نيتروژن مايع در كارخانه‌هاي گاز
كارخانه‌هاي گاز نيتروژن مايع نسبت به سيستم‌هاي نيتروژن مايع معمولي مجهزتر هستند اين كارخانه‌ها از چندين بخش مجزا تشكيل شده‌اند، از جمله كمپرسور هوا، مولد گاز، تصفيه كننده و محل ذخيره. اين كارخانه نسبتاً كوچك است و نيازي به ذخيره گاز ندارد زيرا براي توليد نيتروژن از هواي محيط استفاده مي‌كند. اين كارخانه را مي‌توان تقريباً با هر سيستم گاز مايعي هماهنگ كرد.
از آنجايي كه اين كارخانه‌هاي گاز به طور پيوسته نيتروژن مايع توليد مي‌كنند، بنابراين مخزن‌هاي آنها نسبت به مخزن‌هاي معمولي كوچكتر است و مي‌توان آنها را به راحتي داخل ساختمان قرار داد يا حتي در محل‌هاي گوناگوني قرار داد.