Iranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55966220211201Skid-Mounted SMR Packages for LNG Production: Configuration Selection and Sensitivity Analysisتولید LNG به روش مبرد آمیخته تکمرحلهای در مقیاس قابلحمل: انتخاب پیکربندی و آنالیز حساسیت419251669ENLaleh ShiraziGas Research Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, IranMehran SarmadGas Research Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, IranPeyman MoeinGas Research Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, IranReza HayatiGas Research Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), Tehran, IranSanaz AnahidGas Research Division, Research Institute of Petroleum Industry (RIPI), , IranMarzieh ZareResearch & Technology Directorate of National Iranian Gas CompanyJournal Article20210722On review of skid-mounted LNG technology providers, single mixed refrigerant (SMR), ni-trogen expander and self-refrigerated processes have been used for LNG production in skid scale. However, SMR processes are more efficient and have lower rotating equipment. By RIPI comparative study on commercialized SMR processes and more than 100 patents in this topic, the SMR process with one phase separator (by 43% sharing in SMR processes), has been selected for skid LNG plant. Regarding to process complexity of multi-phase separators in SMR loop, these types of cycles were not selected. Otherwise SMR process without phase separator was not selected for skid LNG plant because of the freezing possibility of heavy hydrocarbon refrigerants in this configuration. <br />Several single-phase separator SMR processes can be used based on arrangement of equipment in liquefaction and refrigeration sections. By extensive study and according to skid design limitations (e.g., the minimum number of fixed and rotating equipment, minimum process complexity and dimension and etc.), two process arrangements has been selected, simulated and optimized. Also, a sensitivity analysis on the feed pressure and temperature as well as the composition of MR and feed was done. Energy consumption of these two configurations was calculated and the complexity of them was compared. According to the results obtained in this study and considering lower total annualized cost of LNG unit and the necessity of pro-cess simplicity in the skid scales, the best case was recommended for LNG skid-mounted packages.بررسی صاحبان فناوری مایع سازی گاز طبیعی در مقیاس قابلحمل، نشان میدهد که فرآیندهای مبرد آمیخته تکمرحلهای، سیکل انبساطی نیتروژن و فرآیندهای خود سرمایش، برای تولید گاز طبیعی مایعشده، استفادهشده است. در بین فرایندهای نامبرده شده، فرآیندهای مبرد آمیخته تکمرحلهای از بازده انرژی بالاتری برخوردار بوده و از تجهیزات دوار کمتری استفاده میکند. با توجه به مطالعات پژوهشگاه صنعت نفت در مورد فرآیندهای تجاری سیکل مبرد آمیخته تکمرحلهای و مطالعه بیش از ۱۰۰ اختراع در این رابطه، فرایند مبرد آمیخته تکمرحلهای با یک جداکننده فازی (با ۴۳٪ اشتراک در فرآیندهای مبرد آمیخته تکمرحلهای)، برای تولید گاز طبیعی مایعشده در مقیاس قابلحمل، انتخابشده است. با توجه به پیچیدگی فرآیندهای مبرد آمیخته تکمرحلهای با چند جداکننده فازی، این نوع چرخهها انتخابنشدهاند. از طرفی فرآیند مبرد آمیخته تکمرحلهای بدون جداکننده فازی به دلیل احتمال یخزدگی هیدروکربنهای سنگین موجود در مبرد، انتخابنشده است.<br />چندین فرآیند مبرد آمیخته تکمرحلهای با یک جداکننده فازی بر اساس چیدمان تجهیزات در بخشهای مایع سازی و سردسازی قابلاستفاده است. بامطالعه گسترده و با توجه به محدودیتهای طراحی در مقیاس قابلحمل (بهعنوانمثال حداقل تعداد تجهیزات ثابت و دوار، حداقل پیچیدگی فرآیند و ابعاد و غیره)، دو آرایش فرآیندی در این مقاله انتخاب، شبیهسازی و بهینهسازی شده است. آنالیز حساسیت بر روی فشار و دمای خوراک و همچنین اجزاء مبرد آمیخته و ترکیب درصد خوراک انجامشده است. انرژی مصرفی این دو آرایش محاسبهشده و پیچیدگی آنها با یکدیگر مقایسه شده است. با توجه به پایین بودن میزان تولید LNG و لزوم سادگی فرآیند در مقیاس قابلحمل و با توجه به نتایج اقتصادی بهترین گزینه توصیهشده است.Iranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55966220211201Heat Transfer Rate Enhancement in CGS Heaters Using a Tube Insertارتقاء سرعت انتقال حرارت توسط قطعه تعبیه شده در گرمکن ایستگاه گاز شهری2027251675ENBehnam RanjbarDepartment of Chemical Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, IranFaezeh MohammadiDepartment of Chemical Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, IranMasoud RahimiDepartment of Chemical Engineering, Razi University, Kermanshah, IranBehzad KhosraviIranian national gas company, Kurdistan province, Sanandaj, IranNader AbbasiIranian national gas company, Kurdistan province, Sanandaj, IranJournal Article20210621In this study, in order to increase the heat transfer rate in the heaters of the City Gas Station(CGS), a classic type of a tube insert was placed into its heating coils. The use of the inserts will lead to increase in the pressure drop that maybe treated as disadvantage of using inserts in some heat exchangers. However, in this case pressure drop is quite favor phenomenon as pressure should be reduced in city gas transfer line. The type of the given insert is spiral, and is made of seamless steel in accordance with the gas pipe production standard. The inserts are embedded in eight coil paths in the heater of Mavian pressure reducing station of in Kamyaran city of Kurdistan Province with capacity of 2500 m<sup>3</sup>/h. Heat transfer enhancement up to 47% obtained, which is quite important from energy saving and environmental pollution control point of view.در این تحقیق بهمنظور افزایش سرعت انتقال حرارت در یک گرمکن ایستگاه گاز شهری (CGS) نوع کلاسیک قطعه تعبیهشده در داخل کویلهای حرارتی قرارگرفته است. استفاده از این قطعات باعث افزایش افت فشار میشود که استفاده از آن در اکثر مبدلهای حرارتی یک عیب بهحساب میآید. آما در این مورد پدیده کاملاً مطلوب است فشار در خط انتقال شهری بایستی کاهش یابد. نوع بکار گرفته قطعه موردنظر از نوع مارپیچی است از استیل بدون درز بر طبق استاندارد شرکت گاز ساختهشده است. قطعات در هر هشت مسیر مارپیچ ایستگاه تقلیل فشار ماویان شهر کامیاران استان کردستان با ظرفیت ۵۲۰۰ مترمکعب بر ساعت نصبشده است. ارتقاء سرعت انتقال حرارت تا ۴۷٪ به دست آمد که ازنظر صرفهجویی در انرژی و کنترل آلودگی کاملاً مهم است.Iranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55966220211201Techno-Economic Analysis of Flare Gas to Gasoline (FGTG) Process through Dimethyl Ether Productionتجزیه و تحلیل فنی و اقتصادی فرآیند تبدیل گاز فلر به بنزین (FGTG) از طریق تولید دیمتیلاتر2844251676ENMostafa JafariInstitute of Liquefied Natural Gas (I-LNG), School of Chemical Engineering, College of
Engineering, University of Tehran, Tehran, IranAli VataniInstitute of Liquefied Natural Gas (I-LNG), School of Chemical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran0000-0002-4013-1545Mohammad Shahab Deljoo1Institute of Liquefied Natural Gas (I-LNG), School of Chemical Engineering, College of
Engineering, University of Tehran, Tehran, IranAmirhossein Khalili-GarakaniFaculty member, Chemistry and Process Engineering Department, Niroo Research Institute, Tehran, Iran0000-0002-6510-1115Journal Article20210604It is well known that burning flare gases and releasing them into the atmosphere has become one of the problems of the oil, gas, and petrochemical industries. If these industries can produce energy or valuable materials from flare gases, it will be very profitable and less harmful to the environment. The purpose of this investigation is to design, simulation and economic evaluation the process of converting flare gas to dimethyl ether (DME) for the production of gasoline, Liquefied petroleum gas (LPG), and hydrogen by Aspen HYSYS v.11 software. The flare gas to gasoline (FGTG) process can be indirect or direct DME production (two scenarios). In the economic comparison of these scenarios, the total product sales, operating profit, total capital cost, desired rate of return (ROR), and payoff period (POP) will be calculated. The economic evaluation results show that using the FGTG process with direct DME production (second scenario) instead of the FGTG process with indirect DME production (first scenario), increases the product sales and operating profit by about 55% and 65%, and also the total capital cost and utility cost is decreased by about 30% and 50%, respectively. Finally, the desired ROR in the FGTG process with direct DME production and indirect DME production is 52 percent/year and 33 percent/year, and the POP for the second scenario is approximately 1.1 years earlier than the first scenario.مسئله سوزاندن گازهای فلر و رهاسازی آنها به اتمسفر، به یکی از مشکلات صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی تبدیلشده است. اگر این صنایع بتوانند انرژی یا مواد ارزشمندی را از گازهای فلر تولید کنند، بسیار سودآور خواهد بود و همچنین محیطزیست هم آسیب کمتری خواهد دید. هدف از این تحقیق، طراحی، شبیهسازی و ارزیابی اقتصادی فرآیند تبدیل گاز فلر به دیمتیلاتر بهمنظور تولید همزمان بنزین، گاز مایع و هیدروژن در نرمافزار Aspen HYSYS v.11 است. فرآیند تبدیل گاز فلر به بنزین (FGTG) میتواند از دو مسیر تولید مستقیم یا غیرمستقیم دیمتیلاتر صورت بگیرد (دو سناریو). در مقایسه اقتصادی این دو سناریو، هزینه فروش محصول ، سود عملیاتی، کل هزینه سرمایهگذاری، نرخ بازده سرمایهگذاری و بازگشت سرمایه محاسبه خواهد شد. نتایج ارزیابی اقتصادی نشان میدهد که استفاده از فرآیند FGTG با تولید مستقیم دیمتیلاتر (سناریوی دوم) بهجای فرآیند FGTG با تولید غیرمستقیم دیمتیلاتر (سناریوی اول) فروش محصول و سود عملیاتی را حدود ۵۵ درصد و ۵۶ درصد افزایش میدهد و همچنین کل هزینه سرمایهگذاری و هزینه یوتیلیتی به ترتیب حدود ۳۰ درصد و ۵۰ درصد کاهش پیدا میکند. سرانجام ، نرخ بازده سرمایهگذاری در فرآیند FGTG با تولید مستقیم دیمتیلاتر و تولید غیرمستقیم دیمتیل اتر به ترتیب ۵۲ درصد در سال و ۳۳ درصد در سال است و همچنین بازگشت سرمایه در سناریوی دوم ۱/۱ سال زودتر از سناریوی اول است.Iranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55966220211201Natural Gas Transmission in Dense Phase Modeانتقال گاز طبیعی در حالت فوق بحرانی4552251677ENMortaza ZivdarCorresponding Author: Chem. Eng. Dept., Faculty of Eng., University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran0000-0003-2853-8286Moslem AbrofarakhPhD. Student, Chemical Engineering Department
University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, IranJournal Article20210326Natural gas transmission processes in the pipeline encounter many problems, such as the high cost of purchasing and maintaining compressors in pressure boosting stations, the formation of gas hydrates, the formation of two-phase fluid, noise pollution, and service and maintenance costs of the pipeline. To solve these problems, natural gas transmission in the supercritical state (dense phase state) is recommended. Unfortunately, there is limited information on the transmission of natural gas in the dense phase. In this research, the natural gas transmission of Iran’s fourth national pipeline in the supercritical state has been studied, and the results have been compared with the normal state. By performing this process in the dense phase mode, the number of pressure stations was reduced from 10 stations in the normal mode to 4 stations in the dense phase mode. The results of this study also showed that the pressure drop and energy of compressors in the dense phase state were reduced by 59% and 60%, respectively.در فرایند انتقال گاز طبیعی در خط لوله مشکلاتی نظیر هزینهی بالای خرید و نگهداری کمپرسورها در ایستگاههای تقویت فشار، تشکیل هیدرات گازی، تشکیل جریان دوفازی، آلودگی صوتی و هزینه بر بودن سرویس و نگه داری خطوط لوله وجود دارد . برای کاهش این مشکلات انتقال گاز طبیعی در حالت فوق بحرانی پیشنهاد میشود. متأسفانه اطلاعات بسیار محدودی در زمینه انتقال گاز طبیعی در حالت فوق بحرانی وجود دارد. در این تحقیق انتقال گاز طبیعی خط لوله سراسری چهارم ایران در حالت فوق بحرانی بررسی شده و نتایج آن با انتقال گاز در حالت معمولی مقایسه شده است. با انجام فرایند در حالت فوق بحرانی، تعداد ایستگاههای تقویت فشار از ۰۱ ایستگاه در حالت معمولی به ۴ ایستگاه کاهش یافت. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد که افت فشار و انرژی کمپرسورها در حالت فوق بحرانی به ترتیب به اندازه ۹۵% و ۰۶% نسبت به حالت معمولی کاهش یافته است.Iranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55966220211201Feasibility Study of Using Waste Heat from Gas Pressure Reducing Stations for Water Desalinationامکانسنجی استفاده از گرمای اتلافی ایستگاه کاهش فشار گاز برای شیرین سازی آب5364251678ENMaryam KaramiFaculty of Engineering, Kharazmi University, Tehran, IranFarima Alikhani2Department of Mechanical Engineering, Alzahra University, Tehran, IranJournal Article20210626In recent years, recovering waste heat to reduce energy consumption and provide the energy needs has become a promising method to solve the energy crisis. In this study, the waste heat from gas pressure reducing stations is used to produce fresh water using a humidification-dehumidification desalination unit. Using Aspen HYSYS to model the proposed system, the effect of different parameters on the fresh water production rate is evaluated. The results show that optimum saline water and air flow rates are 0.165 kg/s and 0.2 kg/s, respectively, for a gas pressure reducing station by a capacity of 50,000 standard cubic meters per hour. It is also found that by decreasing the gas inlet pressure from 1000 psi to 400 psi, the fresh water production rate is decreases by about 52.2%. The increase of the fresh water production rate by increasing the capacity of the pressure reducing station from 10,000 to 50,000 standard cubic meters per hour is about 62%. Furthermore, the fresh production rate at gas pressure reducing station with 10,000 SCMH increases 4.4% by increasing the saline water temperature entering the humidifier from 40ºC to 80ºC.در سالهای اخیر، بازیابی گرمای اتلافی برای کاهش مصرف انرژی و تأمین انرژی موردنیاز به یک روش امیدبخش برای حل بحران انرژی تبدیلشده است. در این مطالعه، از گرمای اتلافی ایستگاههای کاهش فشار گاز برای تولید آب شیرین با استفاده از یک واحد آبشیرینکن رطوبت زنی- رطوبتزدایی استفادهشده است. با مدلسازی سیستم پیشنهادی در نرمافزار اسپن هایسیس، تأثیر پارامترهای مختلف بر میزان تولید آب شیرین ارزیابیشده است. نتایج نشان میدهد که میزان بهینه دبی آبشور و جریان هوا برای یک ایستگاه کاهش فشار گاز با ظرفیت ۵۰،۰۰۰ مترمکعب استاندارد بر ساعت (SCMH)، به ترتیب ۰/۱۶۵ کیلوگرم بر ثانیه و ۰/۲ کیلوگرم بر ثانیه است. همچنین مشخصشده است که با کاهش فشار ورودی گاز از psi ۱۰۰۰ به psi ۴۰۰، میزان تولید آب شیرین حدود ۵۲/۲٪ کاهش مییابد. افزایش نرخ تولید آب شیرین با افزایش ظرفیت ایستگاه کاهش فشار از SCMH ۱۰،۰۰۰ به FGTG ۵۰،۰۰۰. حدود۲۶٪ است. علاوه بر این، میزان تولید آب شیرین در ایستگاه کاهش فشار گاز با SCMH ۱۰،۰۰۰ با افزایش دمای آبشور ورودی به رطوبت زن از ℃۴۰ به ℃۸۰ حدود ۴/۴٪ افزایش مییابد.Iranian Gas InstituteJournal of Gas Technology2588-55966220211201Proposing a New Dynamic Maintenance Model for Reliability Improvement By Antifragility Approach: A Case Study in Iranian Gas Transmission Company-Zone10ارائه مدل نوینی از نگهداری و تعمیرات پویا با رویکرد شکستناپذیری در بهبود قابلیت اطمینان
(مطالعه موردی: منطقه ده عملیات انتقال گاز ایران)6582251679ENHamid KhedryPHD Candidate in Production and Operation Management, Industrial Management Department, Faculty of Business and Economics, Persian Gulf University, Bushehr, IranGholamreza Jamali2. Gholamreza Jamali, Associate Professor in Production and Operation Management, Industrial Management Department, Faculty of Business and Economics, Persian Gulf University, Bushehr, IranAhmad GhorbanpourAhmad Ghorbanpour, Assistant Professor in Operation Research, Industrial Management Department, Faculty of Business and Economics, Persian Gulf University, Bushehr, IranJournal Article20210920Reliability is one of the most important performance evaluation indicators in maintenance and repair filed. The present study is a mixed design attempting to identify the antifragility components and their effect on the system reliability using the system dynamics. In the qualitative section, using by the thematic analysis method, with the participation of 10 organizational and academic experts, antifragility factors were identified in the form of 254 open codes, 18 organizing codes and two global codes with the review of literature and using Maxqda 2020 software. In the quantitative part of the research, the relationship between the antifragility factors with the system reliability was investigated using multiple regression method. The three criteria of learning, redundancy and exploratory discussions were identified and selected as the factors that have the highest impact on system reliability. The effect of these indicators on system reliability in a dynamic environment was simulated using the Vensim software, DDS version. The results show the positive effect of all three criteria of learning, redundancy and exploratory discussions on improving the reliability of the system in the area in gas transmission Company-zone 10. Also, the redundancy index had the highest effect and learning components and explorative discussions were in the next classes of impact on improving the system reliability.قابلیت اطمینان یکی از مهمترین شاخصهای ارزیابی عملکرد در حوزه نگهداری و تعمیرات محسوب میشود. تحقیق حاضر که بهصورت آمیخته انجامشده است به دنبال شناسایی مؤلفههای شکستناپذیری و بررسی تأثیر آنها بر قابلیت اطمینان سیستم با استفاده از پویایی سیستمها انجامشده است. در بخش کیفی تحقیق با استفاده از روش تحلیل مضمون، با مشارکت ۱۰ متخصص خبره سازمانی و دانشگاهی، عوامل شکستناپذیری در قالب ۲۵۴ کد باز، ۱۸ کد سازمان دهنده و دو کد فراگیر با مرور ادبیات تحقیق و استفاده از نرمافزار ماکس کیودا[1] نسخه ۲۰۲۰ شناسایی و دستهبندی گردید.در ادامه و در بخش کمی تحقیق ارتباط مؤلفههای سازمان دهنده شکستناپذیری به روش رگرسیون چندگانه باقابلیت اطمینان سیستم موردبررسی قرار گرفت. سه معیار یادگیری، افزونگی و بحثهای اکتشافی بهعنوان عواملی که بیشترین تأثیر بر قابلیت اطمینان سیستم را دارند شناسایی و انتخاب شدند. تأثیر این شاخصها بر قابلیت اطمینان سیستم در محیطی پویا و با استفاده از نرمافزار ونسیم نسخه DDS شبیهسازی گردید. نتایج بیانگر تأثیر مثبت هر سه معیار یادگیری، افزونگی و بحثهای اکتشافی در بهبود قابلیت اطمینان سیستم در منطقه ده عملیات انتقال گاز است و شاخص افزونگی بیشترین تأثیر و مؤلفههای یادگیری و بحثهای اکتشافی در ردههای بعدی تأثیرگذاری در بهبود قابلیت اطمینان سیستم قرار دارند.