شبیه سازی و امکان سنجی استحصال مایعات هیدروکربنی از گاز دارای رفتار میعان معکوس با استفاده از نازل های فراصوتی

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 گروه مهندسی انتقال و فرآوری گاز، دانشگاه صنعت نفت، اهواز، ایران

چکیده

در این مطالعه، نازل های فراصوتی به عنوان یک سیستم فشارقوی متراکم که قادر به جداسازی میعانات گازی از گازطبیعی می باشد، معرفی گردیده است. یکی از مهم ترین مزایای این سیستم، بازیابی فشار تا حد زیادی در ناحیه واگرای نازل، طی پدیده تراکم موج ضربه ای می باشد. از طرفی نازل های فراصوتی فاقد تجهیزات دوار می باشند و بکارگیری آنها نیازی به مصرف انرژی ندارد. برای مدل کردن و شبیه‌سازی جداکننده‌های فراصوتی، یک دسته معادلات غیرخطی با استفاده از نرم افزارهای MATLAB و HYSYS به صورت عددی حل شدند. در این پژوهش اثر دما، فشار و دبی جریان خوراک ورودی، فشار برگشتی در خروجی نازل و رفتار جریان در داخل نازل ارزیابی شده است. نتایج کار حاضر نشان داد که جداسازی انتخابی آب و میعانات گازی با افزایش فشارورودی در دمای ثابت، افزایش دمای ورودی در فشار خروجی ثابت و کنترل فشار برگشتی امکان‌پذیر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation and feasibility study of hydrocarbon liquids extraction from gas with reverse condensation behaviour using supersonic nozzle

نویسندگان [English]

  • Alireza Fazlali 1
  • Vahab Ghalehkhondabi 1
  • Efat Zaheri Birgani 1
  • Reza Mosayebi Behbahani 2
1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
2 Department of Gas Engineering, Petroleum University of Technology, Ahvaz, Iran
چکیده [English]

In this study, supersonic nozzle is introduced as a high pressure system capable of separating condensate gas from natural gas. One of the most important advantages of this system is that the pressure recovery is largely in the divergent region of the nozzle during the shock wave phenomenon. On the other hand, the supersonic nozzle do not have rotating equipment and their use does not require energy. For modeling of supersonic separators, a series of nonlinear equations were solved numerically using MATLAB and HYSYS software. In this investigation, the effect of temperature, pressure and flow rate of feed inlet, return pressure on nozzle output and flow behavior inside nozzle are evaluated. The results of present work show that the selective separation of water and gas condensates by increasing the inlet pressure at constant temperature, increasing the inlet temperature at a constant outlet pressure and controlling the return pressure is feasible.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Extraction of hydrocarbon liquids
  • Gas with reverse condensation behaviour
  • Simulation
  • Shock wave
  • Supersonic nozzle
[1] Berger B. D., and Anderson K. E., Gas handling and field processing, 3rd Ed, Pennwell Corp, Tulsa, OK, 1980.
[2] Liu H., Liu Z., Feng Y., Gu K., and Yan T., Characteristic of a supersonic swirling dehydration system of natural gas, Chinese Journal of Chemical Engineering, Vol. 13, pp. 9-12, 2005.
[3] Mohitpour M., Golshan H., and Murray A., Pipeline design & construction: A practical approach, 3rd Ed, ASME press, NY, 2007.
[4] Stewart M., Surface production operations: Design of gas-handling systems and facilities, 3rd Ed, Gulf Professional Publishing, 2014.
[5] Beronich E. L., Hawboldt K., and Abdi M., Recovering natural gas liquids in Atlantic Canada's offshore petroleum production projects, The 85th Annual Convention of the Gas Processors Association, Grapevine, TX, March 5-8, 2006.
[6] Brouwer J. M., and Epsom H. D., Twister supersonic gas conditioning for unmanned platforms and subsea gas processing, In Offshore Europe 2003 Aberdeen, SPE 83977.
[7] Alfyorov V., Bagirov L., Imayev S., Lacey J., Dmitriey L., and Feygin, V., Supersonic gas conditioning: First commercial offshore experience, Oil & Gas Journal, May 2005.
[8] Schinkelshoek P., and Epsom H., Supersonic gas conditioning-low pressure TWISTER for NGL recovery, The 85th Annual Offshore Technology Conference, Houston, Texas, USA, 1-4 May, 2006.
[9] Brouwer J. M. et al., Supersonic gas conditioning: First commercial offshore experience, Proceedings of the 83th Annual Convention Gas Processors Association, Tulsa, OK, 2004.
[10] Man H. C., Duan J., and Yue, T. M., Design and characteristic of supersonic nozzle for high gas pressure laser cutting, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 63, pp. 217-222, 1997.
[11] Moraitis C. S., and Akritidis C. B. Optimization of the operation of a drying heat pump using superheated steam, Drying Technology, Vol. 15, pp. 635-649, 1997.
[12] Kidnay A. J., Parrish W. R., and McCartney D. G., Fundamentals of natural gas processing, 2nd Ed, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2006.
[13] Hollis R. B., Real-gas flow properties for NASA Langley research center aerothermodynamics facilities complex wind tunnels, NASA Langley Technical Report Server, Hampton, Virginia, USA, 1996.
[14] Khan M. A., Sardiwal S. K., Sharath M. V. S., and Chowdary D. H., Design of a supersonic nozzle using method of characteristics, International Journal of Engineering and Technology, Vol. 2, pp. 19-24, 2013.
[15] Khezzar L., and Benayoune M., Application of a design method of a supersonic nozzle, Journal of Engineering and Applied Sciences, 1997.