9947

9947

تدوين معادله حالت گاز طبيعي و تحليل سيكل C3-MR به كمك آن

دريافت درجه كارشناسي‌ارشد

مهندسي مكانيك، گرايش تبديل انرژي

آذر 1390

آذر 1390

دكتر حميد صفاري

چكيده امروزه گاز طبيعي به عنوان حامل تميز انرژي سهم بسزايي از بازار جهاني و منطقه‌اي را به خود اختصاص داده است. حجم بالاي صادرات LNG در جهان حاكي از رقابت تنگاتنگ در اين عرصه است. ساخت يك واحد توليد LNG از گاز طبيعي مستلزم هزينه بسيار بالا براي تجهيزات پيشرفته است. بنابراين، پيش از صرف هزينه بسيار زياد بايستي از سرمايه گذاري اطمينان حاصل شود كه تنها با تكيه بر شبيه‌سازي و مدل‌سازي دقيق فرايند مايع سازي امكان پذير است. در اين پايان نامه سعي شده است با ارائه يك تابع α جديد براي معادله حالت Peng-Robinson دقت اين معادله حالت را براي اجزاي گاز طبيعي افزايش داد تا مدل‌سازي چرخه‌هاي مايع‌سازي گاز طبيعي بهبود يابد. تعميم پارامترهاي تابع α جديد با استفاده از يك برازش خطي ساده در مقابل ضريب بي‌مركزي انجام شد. با وجود سادگي برازش خطي، اين معادلات قادر به پيش‌بيني فشار بخار اجزاي گاز طبيعي با دقت متوسط % 42/1 بودند كه در مقايسه با معادله حالت اصلي PR با خطاي % 80/3 بهبود يافته است. تابع α جديد همچنين از ديگر توابع α بررسي شده داراي دقت بالاتري بود. در مرحله بعد، چرخه پيش سرمايش پروپان با مخلوط مبردها (C3-MR) توسط معادله حالت جديد مدل‌سازي شد. در مدل‌سازي چرخه، تقاطع دمايي (Temperature Cross) در مبدل‌ها با استفاده از محاسبه نمودارهاي كامپوزيت سرد و گرم بررسي شد. در مرحله بعد، عملكرد سيكل مايع‌سازي C3-MR با استفاده از تغيير پارامترهاي فرايندي (شامل شدت جريان مبردها و تركيب مبردهاي مخلوط) بهينه شد. نتايج نشان داد كه مقدار انرژي مورد نياز براي مايع‌سازي گاز طبيعي در چرخه C3-MR در حالت بهينه در حدود 18/133 مگاوات پيش بيني مي‌گردد. كليدواژه‌ها: سيكل پيش‌سرمايش پروپان ؛ گاز طبيعي مايع شده ؛ معادله حالت پنگ-رابينسون ؛ تابع α ؛ گاز طبيعي.