30867

مقايسه ريسك هاي ايمني فرايند در انواع روش هاي توليد گاز طبيعي مايع شده (LNG)

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- مدل‌سازي، شبيه‌سازي و كنترل فرايندها

1400

1402/11/30

سروش برادران - محمد امين ثباتي

ندارم

مهندسي شيمي، نفت و گاز

گاز طبيعي مايع شده (LNG) يكي از مهم‌ترين راهكارهاي تأمين انرژي در جهان است. فرايندهاي مايع‌سازي گاز طبيعي مهم¬ترين و پرهزينه‌ترين فناوري اين صنعت به شمار مي‌روند. در بين فناوري¬هاي مطرح در اين حوزه، فرايندهاي آبشاري مبرد آميخته (MFC) بر مبناي عملكرد مناسب در بازدهي انرژي موردتوجه توسعه¬دهندگان واقع شده است. پژوهش حاضر به‌منظور گسترش سطح شناخت از پيامدهاي ايمني فرايندي تأسيسات مذكور در لايه طراحي مقدماتي تعريف شده است. نخست شبيه¬سازي فرايندهاي منتخب چهارگانه با نرم‌افزار Aspen HYSYS صورت‌گرفته است تا اطلاعات ضروري جهت تحليل¬هاي موردنظر فراهم گردد. سپس با استفاده از دو شاخص طراحي ايمني ذاتي جامع (CISI) و مسير فرايند (PRI) سنجش و مقايسه سطح ايمني فرايند واحدها صورت‌گرفته است و به جهت تكميل سير تحليل¬ها ارزيابي كمّي ريسك با استفاده از نرم‌افزار Safeti v.8.4 مبتني بر يافته¬هاي شاخص جريان فرايند (PSI) انجام شده است. علاوه بر اين به‌منظور دستيابي به مناسب¬ترين گزينه قابل‌دسترس، هزينه سرمايه¬گذاري ثابت براي هر يك از واحدها مبتني بر قيمت¬گذاري تجهيزات فرايندي برآورد شده است. به‌منظور جمع-بندي، جهت انتخاب فرايند مناسب با بهره¬گيري از روش TOPSIS به‌عنوان يك ابزار قدرتمند در تصميم-گيري چندمعياره متناسب‌سازي و استفاده شده است. نتايج حاصل از CISI منجر به شناخت تجهيزات فرايندي بحراني شده و بر اساس يافته¬ها، مبدل¬هاي حرارتي چند جرياني به‌عنوان بحراني‌ترين تجهيز در بين چهار فرايند و فرايند MFC-3 با امتياز 28/526 مخاطره‌آميزترين فرايندها شناخته شده است. اين در حالي است كه نتايج حاصل از PRI فرايند MFC-2 را با امتياز 15/26 به‌عنوان مخاطره‌آميزترين فرايند معرفي كرده است. همچنين ارزيابي كمّي ريسك، فرايند MFC-2 را با بيشترين ميزان احتمال تلفات معادل 7/1 در سال در ميان گزينه‌هاي چهارگانه گزارش كرده است. در ادامه تحليل اقتصادي بيشترين هزينه ثابت را براي فرايند MFC-3 با ميزان هزينه 68 ميليون دلار برآورد كرده است. در نهايت نتايج تصميم‌گيري TOPSIS فرايند MFC-4 را به‌عنوان مطلوب‌ترين فرايند در فناوري‌هاي مايع‌سازي MFC از منظر ملاحظات ايمني فرايند در سطح طراحي مفهومي معرفي كرده است.

1403/02/19

Comparison of Process Safety Risks in Different Liquefied Natural Gas (LNG) Production Methods

1/1/1900 12:00:00 AM

Liquefied natural gas (LNG) is one of the most important energy supply solutions in the world. The liquefaction processes of natural gas are considered the most important and costly technologies in this industry. Among the technologies in this field, Mixed Fluid Cascade (MFC) processes have gained attention due to their performance in energy efficiency. The present study aims to expand the understanding of the safety implications of the facilities in the preliminary design phase. Initially, simulations of four selected processes were conducted using HYSYS software to provide the necessary information for the desired analyses. Subsequently, the safety levels of the unit processes were assessed and compared using two comprehensive inherent safety design indices (CISI and PRI). Quantitative risk assessment was also performed using SAFETI v.8.4 software based on Process Safety Index (PSI) findings to complete the analyses. Furthermore, to determine the most suitable available option, the fixed capital investment cost for each unit was estimated based on process equipment pricing. For decision-making, the TOPSIS method was utilized as a powerful tool for multi-criteria decision-making and alignment. The results obtained from CISI identified critical process equipment, with multi-stream heat exchangers being the most critical among the four processes, and process MFC-3 with a score of 28.526, was identified as the riskiest process. Meanwhile, PRI results introduced process MFC-2 with a score of 15.26 as the riskiest process. Quantitative risk assessment reported process MFC-2 with the highest fatality probability equivalent to 1.7×10^(-4) per year among the four options. Further economic analysis estimated the highest fixed cost for process MFC-3 at 68 million dollars. Ultimately, the TOPSIS decision results identified process MFC-4 as the most desirable process in terms of process safety considerations at the conceptual design level in MFC liquefaction technologies.

گاز طبيعي مايع شده , مايع‌سازي , آبشاري مبرد آميخته چندمرحله‌اي , ايمني فرايند , طراحي ذاتاً ايمن تر

Liquefied Natural Gas , Liquefaction , Mixed Fluid Cascade , process safety , Inherently Safer Design

Masoome Narimani

Dr. Soroosh Baradaran