چکیده :

در صنعت نفت و گاز ، مخازن ذخیره نسبت به نوع نیاز در مدلهاي مختلف طراحی و اجرا میشوند که به طور کلی به مخازن بدون سقف و سقفدار تقسیمبندي میشوند . همچنین مخازن سقفدار نسبت به نوع موادي که در آنها ذخیره میشود به صورت مخازن سـقف ثابـت (fix roof) و یا مخازن با سقف شناور((floating roof ساخته میشوند.در مواردي که فشار ماده مورد نظـر بـراي ذخیـرهسـازي زیـاد نباشد ولی سمی و آتشزا باشد مخزن را به صورت سقف ثابت میسازند .پروژه مخازن پروپان / بوتان ، جزء مخازن سقف ثابت میباشد که هدف از اجراي آن ذخیره و نگهداري گازهاي مایع منجمله پروپان / بوتان جهت جلـوگیري از هـدر رفـتن آن و در نهایـت صـادر کـردن مایعات مربوطه و ایجاد درآمد ارزي و همچنین استفاده در تأسیسات جانبی صنایع نفت و گاز کشور میباشد .

واژه هاي کلیدي :ذخیره سازي میعانات گازي( (LPG -مهندسی مخازن دوجداره – (D.W.T) فناوري Airising سقف مخازن

-۱مقدمه:گاز مایع که بصورت مخفف LPGنامیده می شود معمولاً عمـدتاً از دو ترکیـب هیـدروکربنی پروپـان و بوتـان بـا فرمول شیمیایی C4H10, C3H8 تشکیل شده است .بوتان خود شامل دو ترکیب ایزوبوتان ونرمـال بوتـان اسـت LPG .کـه معمولاً در برخی نقاطدنیا به نام ترکیب عمده آن، پروپان، نیز شناخته می شود بعنوان محصـول فرعـی فرآینـدهاي تصـفیه و تولید گاز طبیعی و پالایش نفت خام تولید می شود LPGدر. آمریکا عمدتاً از ۹۰% پروپـان، %۲/۵ بوتـان و هیـدروکربنهاي سنگین و مقدار کمی نیز اتان و پروپلین تشکیل شده است.گاز مایع فاقد رنگ، بو و مزه است و بطور کلی زیان آور نیست ولی در صورتیکهحجم زیادي از آن استشمام گردد باعث بیهوشی خواهد شد. به منظور آگاهی از نشت گاز مـایع ترکیبـات گـوگرد دار بنام مرکاپتان شامل “اتیل مرکاپتان” و “متیل مرکاپتان” به گاز مایع افـزوده مـی شـود . LPG در شـرایط فشـار و دمـاي عادي بصورت گاز است و تحت فشارatm10-8 ، اجزا آن به مایع تبـدیل مـی شـود. بنـابراین نگهـداري و حمـل و نقـل ایـن محصول به سادگی امکان پذیر است. البته ترکیبات LPG براي مکانهاي مختلف و در فصول مختلف متفاوت اسـت. بـراي مثـال گاز مایعارائه شده به مصرف کنندگان در ایران در فصول مختلف بین (۵۰-۹۰) درصد بوتان و (۱۰-۵۰) درصـد پروپـان و تـا ۲ترکیبات% سنگین تر مثلاً پنتان دارد.به علت کیفیت سوخت گاز مایع LPG و کـاهش انتشـار آلاینـده هـا، اسـتفاده از ایـن سوخت در جهان به صورت فزاینده اي مورد توجه بوده و در کشورهاي مختلف ماننـد ایتالیـا (بـا ۱۵۰۰۰۰۰ خـودرو)، ژاپـن،

امریکا، انگلیس استفاده از این سوخت مورد حمایت و تشویق دولتها می باشد .

-۱جهاد توسعه – شرکت مهندسی پناه ساز ایران، D_Mahdizadeh@Panahsaz.com

۱

-۳ مزایاي : LPG شامل در دسترس بودن ( درکشورهاي تولید کننده)، ایمنی، نیاز به تغییرات جزیی در موتور خودروها و بازدهی مناسب سوخت می باشد. جهت مایع نمودن، این گاز در فشار حدود ۸ تا ۱۰ اتمسفر در مخـازن فلـزي بـا اسـتحکام مناسب ذخیره می شود. چون این مخازن مجهز به شیر قطع جریان در صورت نشت از خطوط انتقال سوخت هستد اسـتفاده از آنها ایمن تر از بنزین می باشد .به موتور محفظه احتراق به صورت بخار وارد می شود، لـذا روغـن را از دیـواره سـیلندرها نمـی شوید، یا در شرایط سرد بودن موتور، روغن را رقیق نمی کند. همچنین، مواد آلاینده مانند اسید سـولفوریک، یـاذرات کـربن را وارد روغن موتور نمی نماید .بنابراین موتورهایی که با سوخت گاز مایع کـار مـی کننـد هزینـه تعمیـرات و نگهـداري کمتـري خواهند داشت. چون LPG داراي عدد اکتان بالا حدود (RON=105) می باشد قدرت موتور یا بازدهی سوخت بـدون افـزایش ضربه در موتور، با افزایش ضریب تراکم قابل افزایش است .

-۴ معایب : LPG در مقایسه با بنزین، LPGداراي محتواي انرژي (energy content) کمتر است، لـذا مخـزن سـوخت باید بزرگتر از مخزن بنزین بوده و بعلت اینکه مخزن تحت فشار می باشد سنگین تر خواهد بود و هزینه خودروهاي با سـوخت LPGبین ۱۰۰۰– ۲۰۰۰ دلار گرانتر از خودروهاي بنزینی می باشد. البته قیمت LPG در سطح جهانی تقریبا” مشابه قیمـت بنزین است .با توجه به اینکه گاز مایع بعنوان محصول فرعی پالایشگاههاي گاز و نفت تولید مـی شـود لـذا فراوانـی منـابع آن کاملاً محدود است. لذا بعنوان راه حل اساسی در کاهش الودگی و جایگزینی سـوخت در بسـیاري از نقـاط جهـان نمـی توانـد مطرح باشد .به لحاظ ایمنی، چون گاز پروپان سنگین تر از هواست در صورت نشت، بصورت لکه روي سطح زمین باقی مانده و در آبهاي زیرزمینی نیز نفوذ می کند. امکان شعله ور شدن آن روي سطح زمین نیز هست. لذا از این حیث باید در حمل و نقـل و حین استفاده، نهایت دقت در جلوگیري از نشت LPG صورت گیرد .از سایر معایب این سوخت می توان به افت قدرت موتـور در موتورهاي تبدیلی به میزان ۱۵-۱۰ درصد و عدم توانائی مناسب موتور در عبور از سربالائی ها اشـاره نمـود .در موتورهـاي

تبدیلی اگر موتور به طور مناسب تبدیل نگردیده باشد در تابستانها گاز بصورت خشک سوخته و باعث جوش آمدن موتـور مـی گردد. و در زمستان نیز براي شروع و استارت موتور داراي مشکل بوده و باید با بنزین موتور تبدیلی روشن گردد.

-۵ انتشار گازهاي آلاینده : از دیدگاه زیست محیطی استفاده از LPG بصورت استانداردداراي کمتـرین چرخـه حیـات انتشار گازهاي گلخانه اي در مقایسه با سایر سوختهاي تجاري است. پتانسیل کاهش اوزون با استفاده از این سوخت بـه نصـف بنزین کاهش می یابد، همچنین انتشار هیـدروکربنهاي نسـوخته ۱/۳ اکسـیدهاي نیتـروژن%۲۰ ، منواکسـید کـربن %۶۰ در مقایسه با بنزین کاهش می یابد.

شکل -۱ عرضه و تقاضاي جهانی LPG شکل -۲ زنجیره تولید و مصرف

۲

-۶ معرفی مخازن :مخازن دو جدارة گاز مایع((LPG DOUBLE WALL TANKS تجهیزي پالایشگاهی است کـه بـراي ذخیره سازي گازهاي پروپان و بوتان قبل از مصرف یا صادر نمودن درپالایشگاههاي گاز احداث می گـردد. گازهـاي مـذکور پس از پالایش و حذف ناخالصی ها به دماي میعان برده می شوند و سپس جهت ذخیـره سـازي وارد مخـازن مـی گردنـد.ایـن مخازن شامل دو جدارة بتونی(بیرونی) و فلزي(داخلی) است و بطور کامل بوسیله عایقهاي سرد ایزولـه مـی گـردد تـا مـانع از تبخیرگازهاي مایع شده گردد. گاز پروپان در دماي -۴۲ درجه سانتیگراد و بوتان در دماي -۷ درجه سانتیگراد نگهـداري مـی گردد .حجم عملیات اجرایی این تانکهاي دوجداره بین ۸ تا ۱۲ درصد کل عملیات ساخت پالایشگاه را تشکیل میدهـد.تانـک داخلی به صورت تمام فلز و از آلیاژ خاص %۹) نیکل)که در مقابل برودت ویژگی هاي سازه اي خـود را از دسـت نمـی دهـد و تانک خارجی از بتن مسلح با میل گردهاي برودتی به همراه سیستم پیش تنیدگی در دیوار و سیستم گرمایشی در فونداسـیون اجرا می گردد.این مخازن با توجه به بازده پالایشگاه در بازه زمانی ۱۵ الی ۳۰ روزه پر می شوند و طی مدت زمـان ۲۴ سـاعت جهت بارگیري تخلیه می گردند.-۱-۶ مخزن دو منظوره :مخازن نگهداري گازهاي مایع ، به منظور بالا بردن ضریب امنیـت و جلوگیري از انتقال حرارت به صورت دوجداره و در دو مدل طراحی و اجرا میشوند -۱: جداره بیرونی بـتن و جـداره داخلـی فولاد -۲٫ دوجداره از جنس فولاد مخازن دومنظوره پروپان بوتان مورد بحـث (نـوع اول) بـراي نگهـداري بوتـان در دمـاي -۷