دکتر1000(برگ سبز1400سابق)

LNG - LPG - GTL

 استاد       :   دکتر مختاریان

تهیه کننده :  محسن اسماعیلی      پاییز

فهرست

 چکیده  

 مقدمه  ( تاریخچه ی استفاده از سوخت طبیعی در جهان  _  تاریخچه ی استفاده از سوخت گاز طبیعی فشرده در ایران ) 

 تکنولوژی تبدیل گاز طبیعی به فراورده های مایع  (GTL  )

 نحوه ی به وجود آمدن GTL  

 ویژگی های فناوری GTL  برای ایران

 مزایای فرآورده های تولیدی از گاز طبیعی GTL

 مزایای اقتصادیGTL  

 مزایای زیست محیطی GTL

 نتیجه گیری و ارائه ی چند پیشنهاد

 گاز مایع ( LPG )

 معایب LPG  

 انتشار گازهای آلاینده

 گاز طبیعی مایع ( LNG )

 اجزای سیستم خودروهای با سوخت LNG

 مزایای استفاده از LNG

 معایب استفاده از LNG

 آینده ی تجارت گاز مایع LNG

 منابع و ماخذ

   چکیده :

فناوری تبدیل گاز طبیعی به فراورده‌های مایع ( GTL )  به فرایندی اطلاق می­گردد که در آن بتوان، گاز طبیعی را به فراورده­های با ارزشی از جمله: متانول، دی متیل اتر و سایر فرآورده‌های میان‌تقطیر (مانند گازوئیل و نفت سفید) تبدیل نمود. که شامل مراحل زیر میباشد :

1-خالص سازی گاز

2-تولید گاز سنتز

3-فرایند فیشر- تروپس

4-ارتقا و بالا بردن کیفیت محصول.

مقایسه GTL با نفت خام، حاکی از برتری کیفی فرآورده‌های حاصل از تبدیل گاز نسبت به فرآورده‌های پالایشی نفت خام است. کیفیت بهتر و درجه خلوص بیشتر، از جمله مشخصات تولیدات حاصل از GTL است .

در راستای افزایش سرعت رشد GTL کشورهای وارد کنندهی نفت خصوصا کشورهایی که دارای مخازن نامحدود گاز طبیعی هستند براین باورند که بتوانندبا استفاده از GTL در دراز مدت وابستگی خودرا به واردات نفت کاهش دهند.

GTL اقتصادی به دلیل تولید سوختهای پاک باحداقل آلایندهای زیست محیطی می تواند گامی مثبت در جهت محیط زیست سالم محسوب شود.

ازویژگی های اجرای پروژه های GTL در ایران این است که صرفــنظرازسهم ایران درسازمان کشورهای صادرکننده(اوپک) می توان از مایـعات میان تقطیری برای مصارف داخلی به جای نفت خام بهره برد .

 

گاز مایع LPG عمدتاً از دو ترکیب هیدروکربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی C₄H₁₀, C₃H₈ تشکیل شده است.

LPG در شرایط فشار و دمای عادی بصورت گاز است و تحت فشار atm10-8 ، اجزا آن به مایع تبدیل می شود.

از مزایای LPG شامل در دسترس بودن ، ایمنی ، نیاز به تغییرات جزیی در موتور خودروها و بازدهی مناسب سوخت میباشد .

در مقایسه با بنزین، LPG دارای محتوای انرژی (energy content) کمتر است

 

گاز طبیعی چنانچه در فشار اتمسفر تا دمای F º260- سرد شود، به حالت مایع تبدیل می شود. LNG شامل بیش از 95 درصد متان و درصد کمی اتان و پروپان و سایر هیدروکربورهای سنگین تر است.

LNG تا حد 100 درصد متان خالص نیز قابل دستیابی است.

بسیاری از مردم به استفاده از مواد در دماهای پایین عادت نداشته لذا نیاز به آموزش خاصی در زمینه استفاده از سوخت در دمای خیلی پایین هست.

در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو ( شامل لوله ها شیرآلات و وسایل اندازه گیری) جهت انتقال LNG در حالت مایع باید پیش از شروع ، سوخت تا دمای ºF 260- سرد شوند در غیر اینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت می شود.

  -تاریخچه استفاده از سوخت گاز طبیعی در جهان :

تاریخچه استفاده از گاز طبیعی شاید از آغاز مطابق با ارائه نظریه دکتر ن.اتو در رابطه با سیکل ترمودینامیکی موتورهای احتراق داخلی جرقه ای بوده که وی نظریه مربوط به تئوری کارکرد این موتورها در سال 1876 ارائه نمود و 2 سال بعد اولین موتور ساخته شده خود را در سال 1878 در نمایشگاه بین المللی پاریس به جهانیان معرفی نمود.
با توسعه تکنولوژی بشر و فراهم نمودن سوخت های مایع به واسطه سهولت ذخیره سازی آنها استفاده از گاز طبیعی فشرده به بوته فراموشی کشیده شد تا اینکه در طی بحبوحه جنگ دوم جهانی واسطه کمبود منابع نفتی جهت به حرکت در آوردن ماشین های جنگی آلمان سوخت گاز طبیعی مجدداً مورد استفاده قرار گرفت                    .

استفاده از این گاز به واسطه فراوانی سوخت های مایع مجدداً تا دو دهه به تعویق افتاد، تا اینکه به واسطه بحران نفتی 1974 دنیا استفاده از این سوخت جایگرن بواسطه مسائل اقتصادی ، زیست محیطی و فنی و موتوری مورد توجه قرار گرفت و امروزه به صورت گسترده به عنوان سوخت خودروها کاربرد پیدا کرده است . 

 

- تاریخچه استفاده از سوخت گاز طبیعی فشرده در ایران :

تاریخچه استفاده از سوخت گاز طبیعی فشرده در ایران به سال 1356بر میگردد که در آن سال 1000 دستگاه تاکسی پیکان در شهر شیراز به این نوع سوخت مجهز شده و دو جایگاه سوختگیری نیز ساخته شدند . یک سال بعد در شهر مشهد 600 دستگاه تاکسی به این نوع سیستم سوخت مجهز شده و یک جایگاه سوختگیری نیز افتتاح گردید.

پس از پیروزی انقلاب در سال 1370 شرکت واحد موتور وابسته به شرکت اتوبوسرانی تهران تعدادی از اتوبوس های خود را به این نوع سوخت مجهز شود و سپس در سال 1378 همزمان با تغییر الگوی سوخت کشور توسط دولت در جهت استفاده از گاز طبیعی فشرده به عنوان مناسبترین سوخت جایگزین بنزین ، استفاده از این سوخت مورد توجه قرار گرفت و قراردادهای متعددی در زمینه تبدیل سوخت خودروهای کشور و احداث جایگاه های سوخت رسانی انجام گرفت.

 تکنولوژی تبدیل گاز طبیعی به فراورده های مایع(GTL)

فناوری تبدیل گاز طبیعی به فراورده‌های مایع(Gas to Liquids)، به فرایندی اطلاق می­گردد که در آن بتوان، گاز طبیعی را به فراورده­های با ارزشی از جمله: متانول، دی متیل اتر و سایر فرآورده‌های میان‌تقطیر (مانند گازوئیل و نفت سفید) تبدیل نمود. این فناوری هر چند بیش از ?? سال قدمت دارد، ولی در مقیاس تجاری، هنوز در ابتدای راه توسعة خویش قرار دارد.

فناوری تبدیل گاز به فراورده‌های مایع برای بسیاری از توسعه دهندگان عمدة این تکنولوژی مانند شل، ساسول، اکسان‌موبیل و سنترولیوم شناخته شده است. اما تعداد واحدهای بزرگ تجاری در جهان در این زمینه بسیار محدود است و امروزه مقدار کمی از منابع مالی مؤسسات بزرگ به این امر اختصاص یافته است. با این حال در سال‌های اخیر، توجه زیادی به کاربرد این فناوری برای استفاده ا منابع گازی شده است.

 

فرایند تبدیل گاز طبیعی به فراورده های مایع شامل 4 مرحله است:

1-خالص سازی گاز

 

2-تولید گاز سنتز (مخلوط منواکسید کربن و هیدروژن)

اصطلاح گاز سنتز به مخلوط‌های گازی اطلاق می­شود که محتوی منوکسیدکربن و هیدروژن به نسبت‌های مختلف باشند.

گاز سنتز مادة اولیه بسیار با ارزشی جهت تولید مواد متنوع شیمیایی می­باشد. با استفاده از این گاز و فرایندهای مختلف، می­توان مواد متنوع شیمیایی را تولید نمود که بسته به روش تولید آن نسبت‌های مختلف هیدروژن به منوکسیدکربن به دست می­آید. همچنین در موارد مصرف در صنعت، بسته به فرایندی که گاز در آن مورد استفاده قرار می­گیرد، نسبت‌های مختلف لازم است.

 

3-فرایند فیشر- تروپس

در این فرایند گاز سنتز به مولکول‌های بنزینی در گستره تبدیل می­شود. در اصل این واکنش اولیگومریزاسیون منوکیسدکربن به وسیلة هیدروژن جهت تشکیل محصولات آلی می­باشد.

 

4-ارتقا و بالا بردن کیفیت محصول.

 

نحوه ی به وجود آمدن GTL :

در ابتدا گاز طبیعی به عنوان خوراک باید تحت فرایندهایی ، خالص سازی شود و از ناخالصی هایی که موجب صدمه زدن به کاتالیست های گوناگون می شود ، زدوده شود .

در ضمن ، اکسیژن هم از هوا گرفته می شود و سپس اکسیژن و گاز طبیعی همراه با بخار ، وارد راکتور خاصی می شود که بدین منظور ساخته شده است . در این مرحله گاز طبیعی ، اکسیژن و بخار تبدیل به گاز سنتز می شوند که مخلوطی از مونو اکسید کربن و هیدروژن است ، در مرحله ی فیشر - تروپس ، گاز سنتز تبدیل به مایعات هیدروکربنی می شود . سپس گاز سنتز به پارافینهایی با زنجیره ی طولانی ، الفین سبک و واکس با وزن مولکولی بالا تبدیل می شود . میزان تولید ، به کاتالیست مورد استفاده و همچنین شرایط عملیات در راکتور بستگی دارد .

و در مرحله ی پایانی ، باید عملیات اضافی دیگری بر فراورده ی تولید شده در فرایند فیشر - تروپس انجام شود تا به فراورده های نهایی تبدیل شود و غالبا به علت محدودیت کاتالیست مورد استفاده ، عموما نیاز به واحدهای هیدرو کراکینگ براگی شکست مولکولهای سنگین به مولکولهای سبکتر وجود دارد .

 

ویژگی های فناوری GTL برای ایران :

در دهه اخیر، مخازن گــازی مـتمرکز، عظیم و متعددی در آب های خلیج فارس و در مناطق جنوبی ایران کشف شده اند.بسیاری از این میدان ها، هنگام فعالیت های اکتشافی شرکت ملـی نفت ایران و شرکت های بین المـلـلی خـارجـی برای یافتن مـیـدان های نفتی جدید به اثبات رسیده اند.هم اکنون احتمال اکـتـشـاف های جــدیـد دیگری از مخازن گازی متمرکز در نواحی خشک و در آب های دریای خزر و خلیج فارس، وجود دارد.

بهـــره گــیری از فناوری GTL برای تحرک بخشیدن به صادرات گاز و تولید محصـولات سوختی با کیفیت بالا از جمله هدف هایی است که ایران نباید حـتـی یـک لـحـظه از آن غافل باشد. واقع شدن این میدان های گازی نزدیک به آبراه ها و در فاصله کمی از خشکی یکی از عواملی است که پروژه های صــادراتی گــاز طبیعی را به شکل GTL و LNG اقتصادی می کند. یکی دیگر ازویژگی های اجرای پروژه های GTL در ایران این است که صرفــنظرازسهم ایران درسازمان کشورهای صادرکننده(اوپک) می توان از مایـعات میان تقطیری برای مصارف داخلی به جای نفت خام بهره برد؛ازاین روبه همان میزان،نفت خام صادراتی ودرآمد ملی افزایش می یابد.سهم تخصیصی ازسوی اوپک براساس تولیدات کشورهای عضو اوپک تـعیین می شــود؛ از این رو اگر ایران بتواند تولیدات نفت خام خود را از این طریق افزایش دهد، سهم آن نیزبیشتر از میزان صادرات کنونی خواهد بود. از لحاظ مقدار، تولید هر بشکـه محصولات فناوری GTL دو بشکه نـفـت خـام برای صـادرات را در پی دارد. بنابراین با توجه به روند روبه رشد مصرف آینده محصولات سوختی برای ایران،استفاده از GTL لازم و ضروری به نظر می رسد.

 

مزایای فرآورده‌های تولیدی از گاز طبیعی (GTL):

مقایسه GTL با نفت خام، حاکی از برتری کیفی فرآورده‌های حاصل از تبدیل گاز نسبت به فرآورده‌های پالایشی نفت خام است. کیفیت بهتر و درجه خلوص بیشتر، از جمله مشخصات تولیدات حاصل از GTL است که در جدول شمارة 1 آورده شده است.

برش‌های نفتای حاصل از GTL، به‌دلیل عدد ستان پایین نسبت به خوراک پالایشگاهی، مواد مناسب‌تری برای واحدهای تولید اتیلن در واحدهای پتروشیمی به‌شمار می‌روند.

جدول شماره 1- مقایسه کیفی فرآورده‌های حاصل از پالایش نفت خام

 ( WIT ) و فرآیند GTL :

 

سوخت جت حاصل از فرآیند GTL ، شامل مقدار کمی مواد آروماتیکی است که احتراق مناسب و استارت خوب موتور را امکان‌پذیر می‌نماید.

نفت سفید حاصل از فرایند GTL که در بردارندة مواد پارافینیک نیز هست، به دلیل وجود مواد کاهنده دود، سوخت بسیار مناسبی به حساب می‌آید. لازم به ذکر است که در مقایسه با هیدروکربورهای پایه نفتینیکی و آروماتیکی، هیدروکربورهای پارافینیکی دارای توانایی احتراق بهتری هستند.

نفت گاز پارافینیک حاصل از فرآیند GTL دارای عدد ستان بالا است و به دلیل عدم وجود مواد آروماتیکی، سوخت مناسبی به‌شمار می‌رود. مقایسه نفت گاز حاصل از فرآیند GTL با نفت گاز مصرفی در بازار آمریکا نشان‌دهندة کاهش 30درصدی اکسید نیتروژن، 46درصدی منواکسید کربن و 38درصدی هیدروکربورها در نفت گاز حاصل از فرآیند GTL است.

حذف مواد مسمومیت‌زای گوگردی در نفت گاز حاصل از نفت خام، نیازمند طراحی سیستم‌های جذب‌‌کنندة مواد آلاینده‌ای، همچون اکسید نیتروژن و هیدروکربورهای اشباع شده است؛ لذا پیش‌بینی می‌شود که در آینده، تقاضای نفت گاز بدون گوگرد تولیدی به روش GTL افزایش یابد .

هیدروکربورهای اشباع‌شده حاصل از فرآیند GTL ، کاربردهای دیگری از جمله در زمینه روغن‌های روان‌کننده دارند. تولیدات XHVI شرکت شل که از واحدهای GTL در مالزی ( Bintulu ) به پالایشگاه‌های ژاپن ( Yakkaichi ) حمل می‌شود، پایه بسیاری از تولیدات این پالایشگاه به‌شمار می‌رود. با ترکیب افزودنی‌های لازم در این پالایشگاه، انواع مختلفی از روغن‌های روانساز صنعتی برای کاربردهای مختلف تولید می‌گردد.

با توجه این مطلب، فرآورده‌هایی همچون نفت سفید و نفت‌گاز حاصل از فرایند GTL ، به دلیل محتوای کم گوگرد و مواد آروماتیکی، همسویی بهتری با محیط زیست دارند. بعلاوه، هیدروکربوهای اشباع‌شده (پارافین‌ها) حاصل از این فرآیند، همانند واکس‌ها و روغن‌های روانساز، با توجه به کیفیت مطلوب آنها، دارای ارزش افزودة بالایی در تولید دیگر فرآورده‌ها هستند. با این حال، هنوز تقاضا برای محصولات آن محدود است.

 

مزایای اقتصادی GTL :

در اروپا و آمریکا با توجه به اثبات مزایای استفاده از GTL در بازارهای جهانی تحقیقات وسیعی درخصوص زمینه ها و فرصتهای سرمایه گذاری در حال انجام است.خصوصا"در سالهای اخیر انگیزهای فراوانی به رشد حرکت GTL سرعت بیشتری بخشیده است.در این راستا کشورهای وارد کننده نفت خصوصا" کشورهایی که دارای مخازن نامحدود گاز طبیعی هستند براین باورند که بتوانندبا استفاده از GTL در دراز مدت وابستگی خودرا به واردات نفت کاهش دهند.اگر چه هنوز استفاده از تکنولوژی GTLدر جهان گسترش زیادی نیافته و در مقیاس تجاری هنوز در آغاز راه توسعه قرار دارد اما سرمایه گذاری قابل توجه کشورهای صاحب منابع گاز همانندقطر،برای استفاده ازاین فناوری نشانگر سود آوری واقتصادی بودن این فنآوری درآینده ایی بسیار نزدیک خواهد بود.براساس اظهارات مدیر اجرایی پروژه Smds کمپانی شل استفاده از تکنولوژی بالا خصوصا"در نحوه عملکرد کاتالیست و نیز اقتصادی بودن مقیاس طرح به کم شدن هزینه ها در حدود 50 هزار دلار در هر بشکه از ظرفیت طراحی در روز خواهد انجامید.یعنی هزینه اجرای تاسیسات پیشنهادی برای یک کارخانه GTL با 154هزار بشکه مایعات میان تقطیری با کیفیت بالا مانند نفت سفید و گازوئیل حدود هفت میلیارد دلار می باشد(در برخی از مراجع به 23000هزار دلار یا حتی 20000هزار دلار در هر بشکه از ظرفیت طراحی در روزنیز اشاره می کنند که این مراجع بدون در نظر گرفتن هزینه های جانبی مانند تامین آب، برق،بخاروحتی هزینه های ناشی از افزایش جدید قیمتها می باشد.) ضمناً این تکنولوژی به سرعت در حال رشد و کاهش هزینه است. با توجه به اینکه قیمت گاز سرچاهی تقریبا" نیم دلار برای هر میلیون BTU ارزش حرارتی در اغلب بازارهای جهانی برای قراردادهای طولانی مدت بالای 10 سال می باشد. بنابراین ساخت یک کارخانه GTL با 154 هزار بشکه مایعات میان تقطیری در روز حتی در سطح قیمت نفت خام در حدود 15 دلار در هر بشکه سرمایه گذاری خوبی خواهد بود.البته به شرط اینکه امکان دستیابی به منابع گازی برای مدت 20 سال یا حداقل به میزان 112میلیاردمتر مکعب گاز وجود داشته باشد.

مزایای زیست محیطی GTL :

بنابراین برای کشورهای دارنده این منابع از جمله ایران سرمایه گذاری در تکنولوژی GTL علاوه بر پیدا کردن بازارهای جدید اقتصادی به دلیل تولید سوختهای پاک باحداقل آلایندهای زیست محیطی می تواند گامی مثبت در جهت محیط زیست سالم محسوب شود.نتایج آزمایشها روی سوخت گازوئیل به دست آمده به روش تقطیر مایعات در فرآیند مربوط به کمپانی Sasol در انستیتو تحقیقاتی در سان آنتونیو تگزاس نشان دهنده بهبود از نظر آلایندهای منتشر شده در محیط زیست است.اگر میزان آلاینده ها در گازوئیل معمولی را 100فرض کنیم این آلایندها در هیدرو کربنهای نسوخته 59 درصد،منواکسید کربن 33%،ذرات  Nox 28%وذرات معلق21%کاهش می یابند.بنابراین استفاده از تکنولوژی GTL به عنوان فرآیندی که محصولاتی با حداقل آلایندهای زیست محیطی تولید می کند ضروری به نظر می رسد.

نتیجه گیری وارائه چند پیشنهاد :

وجود مخازن عظیم گازی یکی از عوامل اساسی در اقتصادی بودن یک طرح GTL می باشد.کشور ما به این دلیل که به عنوان دومین دارنده ذخایر گازی جهان شناخته شده است و حدود 16%ذخایر کل جهان را دراختیار دارداز موقعیت ایده آلی در زمینه GTL برخوردار است.در حدود دو سوم ماشین آلات ومخازن مورد کاربرد در یک واحد تولید GTL رادر صنایع نفت وگازایران می توان یافت.درضمن وجود نیروی انسانی آموزش دیده با دانش فنی بالا در کشورمان می تواند هزینه های عملیاتی یک واحد تولید GTL را به میزان قابل ملاحضه ایی در قیاس با دیگر نقاط جهان کاهش دهد. این اعتقاد که انجام مهندسی فرآیندپروژهای GTL در ایران با قیمتی کمتر از عرف جهانی امکان پذیر است کاملا صحیح می باشد.یکی از کلیدی ترین عوامل موفقیت در شکل دهی وتوسعه صنعت گاز پیشرفته، اهمیت دادن به سرمایه گذاری مادی ومعنوی در بخش تحقیق و توسعه می باشد.معمولا"نتیجه تحقیقات بسیار بیشتر ازسرمایه گذاری اولیه آن است ومزایای بسیار زیادی به دنبال دارد.توجه به فناوریهای جدیدوتحقیق وتوسعه برای افزایش برداشت از مخازن وتولید هر چه بیشتر در سطوح بین المللی،اصلی ترین مسیر حرکت کشور رابایدتشکیل دهد.بنابراین فنآوریهای گاز، محصول صادراتی مهمی به شمار می آید و همچنین می تواند یک محرک قوی برای همکاریهای بین المللی وتعیین موقعیت استراتژیک کشور باشد.پالایشگاه فجر با توجه به نزدیکی به حوزهای غنی از گازنار،کنگان وپارس جنوبی و همچنین نزدیک بودن این میدانهای گازی به دریا،ساخت کارخانهGTL در نزدیکی این پالایشگاه را کاملا" اقتصادی می کند.از طرفی برنامه های که برای ساخت کارخانه GTL در فاز 14مجتمع گازی پارس جنوبی در نظر گرفته شده است با جدیت بیشری پی گیری شود.بهره گیری از فناوری GTL برای تحرک بخشیدن به صادرات گاز و تولید محصولات سوختی با کیفیت بالا از جمله هدفهایی است که ایران نباید حتی یک لحظه از آن غافل باشد.

 

گاز مایع ( LPG , Liquefied Petroleoum Gas ) :

گاز مایع که بصورت مخفف LPG نامیده می شود معمولاً عمدتاً از دو ترکیب هیدروکربنی پروپان و بوتان با فرمول شیمیایی C₄H₁₀, C₃H₈ تشکیل شده است. بوتان خود شامل دو ترکیب ایزوبوتان و نرمال بوتان است. LPG که معمولاً در برخی نقاط دنیا به نام ترکیب عمده آن، پروپان، نیز شناخته می شود بعنوان محصول فرعی فرآیندهای تصفیه و تولید گاز طبیعی و پالایش نفت خام تولید می شود. LPG در آمریکا عمدتاً از 90% پروپان، 5/2% بوتان و هیدروکربنهای 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 صورتیکه حجم زیادی از آن استشمام گردد باعث بیهوشی خواهد شد. به منظور آگاهی از نشت گاز مایع ترکیبات گوگرد دار بنام مرکاپتان شامل "اتیل مرکاپتان" و "متیل مرکاپتان" به گاز مایع افزوده می شود. خواص مهم این سه ترکیب در جدول زیر درج شده است:

 

عدد اکتان موتور MON	ارزش حرارتی BTU	چگالی	نقطه جوش	وزن مولکولی	ترکیب
97.1	21500	0.5077	-42	44.1	پروپان
97.6	21090	0.5631	-11.7	58.1	ایزوبوتان
89.6	21140	0.5844	-.5	58.1	نرمال بوتان

LPG در شرایط فشار و دمای عادی بصورت گاز است و تحت فشار atm10-8 ، اجزا آن به مایع تبدیل می شود. بنابراین نگهداری و حمل و نقل این محصول به سادگی امکان پذیر است. البته ترکیبات LPG برای مکانهای مختلف و در فصول مختلف متفاوت است. برای مثال گاز مایع ارائه شده به مصرف کنندگان در ایران در فصول مختلف بین (90-50) درصد بوتان و (50-10) درصد پروپان و تا 2% ترکیبات سنگین تر مثلاً پنتان دارد. به علت کیفیت سوخت گاز مایع LPG و کاهش انتشار آلاینده ها، استفاده از این سوخت در جهان به صورت فزاینده ای مورد توجه بوده و در کشورهای مختلف مانند ایتالیا         (با 1500000 خودرو)، ژاپن، امریکا، انگلیس استفاده از این سوخت جایگزین مورد حمایت و تشویق دولتها می باشد.

مزایای LPG شامل در دسترس بودن ( درکشورهای تولید کننده)، ایمنی، نیاز به تغییرات جزیی در موتور خودروها و بازدهی مناسب سوخت می باشد. جهت مایع نمودن، این گاز در فشار حدود 8 تا 10 اتمسفر در مخازن فلزی با استحکام مناسب ذخیره می شود. چون این مخازن مجهز به شیر قطع جریان در صورت نشت از خطوط انتقال سوخت هستد استفاده از آنها ایمن تر از بنزین می باشد.

LPG به موتور محفظه احتراق به صورت بخار وارد می شود، لذا روغن را از دیواره سیلندرها نمی شوید، یا در شرایط سرد بودن موتور، روغن را رقیق نمی کند. همچنین، مواد آلاینده مانند اسید سولفوریک، یاذرات کربن را وارد روغن موتور نمی نماید.

بنابراین موتورهایی که با سوخت گاز مایع کار می کنند هزینه تعمیرات و نگهداری کمتری خواهند داشت. چون LPG دارای عدد اکتان بالا حدود (RON=105) می باشد قدرت موتور یا بازدهی سوخت بدون افزایش ضربه در موتور، با افزایش ضریب تراکم قابل افزایش است.

معایب LPG:

در مقایسه با بنزین، LPG دارای محتوای انرژی (energy content) کمتر است، لذا مخزن سوخت باید بزرگتر از مخزن بنزین بوده و بعلت اینکه مخزن تحت فشار می باشد سنگین تر خواهد بود و هزینه خودروهای با سوخت LPG بین 2000 -1000 دلار گرانتر از خودروهای بنزینی می باشد. البته قیمت LPG در سطح جهانی تقریبا" مشابه قیمت بنزین است.

با توجه به اینکه گاز مایع بعنوان محصول فرعی پالایشگاههای گاز و نفت تولید می شود لذا فراوانی منابع آن کاملاً محدود است. لذا بعنوان راه حل اساسی در کاهش الودگی و جایگزینی سوخت در بسیاری از نقاط جهان نمی تواند مطرح باشد.

به لحاظ ایمنی، چون گاز پروپان سنگین تر از هواست در صورت نشت، بصورت لکه روی سطح زمین باقی مانده و در آبهای زیرزمینی نیز نفوذ می کند. امکان شعله ور شدن آن روی سطح زمین نیز هست. لذا از این حیث باید در حمل و نقل و حین استفاده، نهایت دقت در جلوگیری از نشت LPG صورت گیرد.

از سایر معایب این سوخت می توان به افت قدرت موتور در موتورهای تبدیلی به میزان 10-15 درصد و عدم توانائی مناسب موتور در عبور از سربالائی ها اشاره نمود.

از سایر معایب این سوخت می توان به افت قدرت موتور در موتورهای تبدیلی به میزان 10-15 درصد و عدم توانائی مناسب موتور در عبور از سربالائی ها اشاره نمود.

در موتورهای تبدیلی اگر موتور به طور مناسب تبدیل نگردیده باشد در تابستانها گاز بصورت خشک سوخته و باعث جوش آمدن موتور می گردد. و در زمستان نیز برای شروع و استارت موتور دارای مشکل بوده و باید با بنزین موتور تبدیلی روشن گردد.

انتشار گازهای آلاینده:

از دیدگاه زیست محیطی استفاده از LPG بصورت استاندارددارای کمترین چرخه حیات انتشار گازهای گلخانه ای در مقایسه با سایر سوختهای تجاری است. پتانسیل کاهش اوزون با استفاده از این سوخت به نصف بنزین کاهش می یابد، همچنین انتشار هیدروکربنهای نسوخته 3/1 اکسیدهای نیتروژن 20%، منواکسید کربن 60% در مقایسه با بنزین کاهش می یابد.

 

گاز طبیعی مایع (LNG) :

گاز طبیعی چنانچه در فشار اتمسفر تا دمای F º260- سرد شود، به حالت مایع تبدیل می شود. LNG شامل بیش از 95 درصد متان و درصد کمی اتان و پروپان و سایر هیدروکربورهای سنگین تر است. سایر ترکیبات و ناخالصی های گاز طبیعی مانند اکسیژن، آب، گازکربنیک و ترکیبات گوگردی طی فرآیند سرد کردن از گاز طبیعی جدا شده و گاز طبیعی در حالت مایع بدست می آید. البته LNG تا حد 100 درصد متان خالص نیز قابل دستیابی است. حجم LNG 600/1 حجم گاز طبیعی و دانسیته آن 42/0 دانسیته آب است. این ماده، مایعی بی بو، بی رنگ و غیر سمی است و نسبت به فلزات یا سایر مواد حالت خورندگی ندارد. LNG وقتی تبخیر یا با هوا ترکیب شود در دامنه غلظت 5 تا 15 درصد می سوزد. LNG یا بخار آن در محیط و فضای باز حالت انفجاری ندارد. کلیه آزمایشات انجام شده و خواص LNG، ایمن بودن این سوخت را کاملاً تائید می کند زیرا نشت مایع LNG یا ابربخارات آن به محض تماس با زمین یا در اثر حرارت محیط به سرعت در هوا تبدیل به گاز شده و چون در این حالت از هوا سبک تر است در محیط پراکنده و منتشر می شود. LNG در وهله اول برای خودروهای سنگین دیزلی (HEAVY DUTY VEHICLE) کاربرد دارد. به لحاظ ارزش حرارتی و دانسیته انرژی، مشابه سوخت دیزل (گازوئیل) هست.

 

LNG در دمای 260ºF- و فشار اتمسفریک در حالت مایع اشباع ( در دمای جوش مایع) است. بنابر این مانند هر مایع در حال جوش چنانچه در فشار ثابت نگهداری شود (حتی با افزایش حرارت) در دمای ثابت خواهد ماند.
مادام که بخار LNG از مخازن خارج می شود (boil off)، دمای مخزن ثابت می ماند.

 

اجزاء سیستم خودروهای با سوخت LNG:
از لحاظ انتقال سوخت به موتور، مشابه موتورهای با سوخت CNG است و سوخت به صورت بخار وارد موتور می شود. فرق اساسی بین موتورهای CNG, LNG در نحوه نگهداری و تحویل سوخت است.
مخازن ذخیره LNG دوجداره می باشند و برای فشار کاری حداکثر تا 230 psi یا 16bar طراحی شده است. این مخازن دارای لوله و اتصالات لازم برای خارج کردن گاز در صورت افزایش فشار ( با توجه به انتقال حرارت از محیط به مخزن) و یا انتقال سوخت در زمان مصرف هستند. این مخازن مجهز به سیستم اعلام پایان سوخت گیری (پرشدن مخزن) نیز هستند. موتور خودروها گاز را در فشار 4 الی 9 بار (60-120 psi) مصرف می کند.

مزایای استفاده از LNG:
دانسیته انرژی بالاتری نسبت به سوختهای گازی دارد، زیرا به شکل مایع ذخیره می شود. مسافت پیمایش بیشتر و وزن کمتر مخازن ذخیره، استفاده از آن را در خودروهای کوچکترامکان پذیر می سازد. سرعت سوختگیری بالا به نحوی که در خودروهای بزرگ زمان سوختگیری 4 الی 6 دقیقه می باشد (10 الی 40 گالن در دقیقه). ارزیابی و کنترل ترکیب سوخت با دقت بالایی امکان پذیر است و با توجه به اینکه LNG تولید شده برای خودروها تا 99 درصد متان دارد، لذا کنترل و تعیین مناسب ترکیب سوخت بازدهی موتور و سوخت را نیز افزایش می دهد.

 

معایب استفاده از LNG:
بسیاری از مردم به استفاده از مواد در دماهای پایین عادت نداشته لذا نیاز به آموزش خاصی در زمینه استفاده از سوخت در دمای خیلی پایین هست.
در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو ( شامل لوله ها شیرآلات و وسایل اندازه گیری) جهت انتقال LNG در حالت مایع باید پیش از شروع ، سوخت تا دمای ºF 260- سرد شوند در غیر اینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت می شود.
- حداکثر پرشدن مخزن دوجداره Cryogenic تا حد ماکزیمم ظرفیت، امکان پذیر نیست زیرا به اندازه لازم فضای خالی در بالای سطح مایع جهت تبخیر یا جوشیدن مایع باید در مخزن در نظر گرفته شود.

 

آینده تجارت گاز مایع(L.N.G)

منطقه جنوب شرقی آسیا و یا به طور مشخص کشورهای ژاپن، کره جنوبی و تایوان در حال حاضر بزرگترین مصرف کنندگان و وارد کنندگان این محصول به شمار می روند. پیش بینی های انجام شده به منظور شناخت تقاضای آتی این محصول نشانگر رشد بالای تقاضای LNG در ?? سال آینده در این ناحیه است. در یک سال گذشته فعالیت هایی که در زمینه توسعه ظرفیت های گاز مایع در جهان صورت گرفته بی سابقه بوده است. در این راستا مشخصاً از چهار پروژه نیجریه، قطر(Raslafftan) ترینیداد و عمان می توان نام برد برای اولین بار پروژه هایی با این وسعت در جهان در حال بررسی و اجرا است این پروژه ها به منظور صادرات گاز مایع به بازارهای جدیدی مانند تایلند،چین و هند برنامه ریزی شده است. در حال حاضر ناحیه آسیایی اقیانوس آرام(Asia-Pacific) با در دست داشتن بیش از ?? درصد تجارت جهانی LNG مهمترین ناحیه به لحاظ بررسی آینده این محصول است. به علاوه اینکه ساحل اقیانوس اطلس نیز با پروژه های نیجریه و ترینیداد فعال خواهند شد در حال حاضر LNG تنها ? درصد بازار گاز اروپا و کمتر از یک درصد بازار امریکا را به خود اختصاص داده، اما اخیراً فعالیت هایی از طرف خریداران برای توسعه شبکه های تولید، فرآورش و انتقال گاز مایع در اروپای جنوبی وتا حدودی امریکا برای تأمین امنیت عرضه سوخت های خود با استفاده از گسترش ظرفیت عرضه کنندگانی مانند نیجریه، ترینیداد و نزوئلا در این ناحیه و قطر و استرالیا در ناحیه آسیایی صورت گرفته است.

منابع و ماخذ :

http://shimigassabzevar.blogfa.com/post-7.aspx

 

نام و معانی سوره های قرآن
باقی ماندن 5 نشانه از 1200نشانه آخرالزمان برای ظهورآقا امام زمان
ترجمه قرآن و ادعیه (بسیار متفاوت،حتما دانلود کنید)
آشنایی با بیماری صعب العلاج
دشمن ستمگر و دوست ستمدیده باشیم
ردپای « راکفلر» در کشاورزی ایران
GMO یا تراریخته چیست؟
2 واحد تاریخ
دلیل ارتکاب گناه در ماه مبارک رمضان چیست؟
آهنگ دلبستم از حمیدرضا ویسه پور