انتقال گاز براي فواصل طولاني همواره با مشکلات خاصي روبرو ميباشد. امروزه تکنولوژي LNG به عنوان راهکاري کاملاً اقتصادي و قابل اطمينان در اين زمينه مطرح است. اما پيشرفت‌هاي اخير در زمينة استفاده از ساير تکنولوژي‌ها نيز باعث گرديده است که روش‌هايي نظير CNG و هيدرات هم به عنوان راه‌حلي براي انتقال گاز به فواصل طولاني مطرح گردند. اين مطلب سعي نموده تا تحليلي از وضعيت اين تکنولوژي‌ها ارايه دهد: بدون شک گاز طبيعي منبع مهم تامين انرژي در قرن جديد است. امروزه تکنولوژي‌هاي بسياري براي استحصال، انتقال و به‌کارگيري از منابع گازي رشد يافته‌اند. توسعة سريع صنعت گاز نيز تاثيرپذير از تکنولوژي‌هاي مهمي بوده است که از اواسط قرن بيستم مطرح شده‌اند. انتقال گاز طبيعي به واسطة ماهيت گازي آن عموماً با دشواري مواجه است و حتي استفاده از ساده‌ترين روش انتقال يعني خطوط لوله در فواصل طولاني با مشکلات زيادي روبرو مي‌شود. با توجه به توانايي هاي موجود تکنولوژي براي انتقال گاز به فواصل دوردست، روش LNG گاز طبيعي مايع‌شده به عنوان يک روش اقتصادي توانسته دشواري حمل گاز را مقدار زيادي مرتفع سازد. برخي از کارشناسان تبديل گاز به فراورده هاي مايع (GTL) را نيز راهکاري مناسب جهت انتقال گاز به بازارهاي دوردست بيان مي نمايند؛ زيرا معتقدند با وجود اين که هنوز تکنولوژي GTL به طور گسترده مورد استفاده کشورهاي دارنده گاز قرار نگرفته است، حمل فرآورده هاي مايع به بازارهاي مصرف بسيار ساده تر و کم هزينه‌تر از روش تبديل به LNG مي باشد. علاوه بر آن فرآورده هاي مايع گاز را به سهولت مي توان در بازار مصرف به فروش رساند ولي به دليل نوع خاص تقاضاي LNG که به تاسيسات دريافت خاصي نيازمند است, فروش LNG همواره دشواري بيشتري دربردارد. به واسطه هزينه هاي بالا براي انتقال گاز طبيعي در هر يک از تکنولوژي هاي فوق الذکر, تحقيق و پژوهش براي يافتن راهکارهاي ديگر همواره ادامه دارد. در اين راستا علاوه بر تکنولوژي LNG و GTL، تکنولوژي‌هاي CNG و هيدرات نيز ممکن است بتوانند به عنوان راهکاري مناسب و ارزان براي انتقال گاز مطرح شوند. تکنولوژي CNG تکنولوژي CNG يا گاز طبيعي فشرده شده، براي انتقال گاز طبيعي در مسافت‌هاي طولاني، قابليت مهمي به شمار مي رود. CNG را مي‌توان در کشتي‌هاي مخصوصي ذخيره و سپس به مقاصد مورد نظر حمل نمود. اگرچه يک کشتي حامل CNG نمي‌تواند گاز را به مقادير بارگيري شده در کشتي‌هاي LNG انتقال دهد، ولي روش مايع‌سازي و همچنين تبديل مجدد به گاز در تکنولوژي CNG سهل‌تر و بسيار کم‌هزينه‌تر از LNG است. ذخيره‌سازي گاز در کشتي‌هاي CNG به صورت نگهداري گاز در لوله‌هايي با تحمل فشار 3000-1500 psi و به قطر 18 تا 36 اينچ مي‌باشد. اين لوله‌ها که به‌صورت افقي و عمودي در کشتي تعبيه شده‌اند, توانايي ذخيره سازي مقادير زيادي گاز را در خود دارند. براي کاهش خطرات احتمالي, دماي اين لوله‌ها در 20- درجه سانتي‌گراد حفظ مي‌شود. به دليل فشار بالاي CNG در مخازن لوله‌اي شکل، بالابودن احتمال خطر انفجار از مشکلات اساسي عملي‌نشدن کاربرد وسيع تکنولوژي CNG در جهان مي‌باشد. امروزه استفاده از تکنيک‌هاي جديد در ساخت کشتي‌هاي CNG يعني به‌کارگيري لوله‌هايي به قطر 6 اينچ که به‌صورت قرقره‌هاي بزرگ در درون کشتي تعبيه مي‌شوند، پيشنهاد شده است. اين کشتي‌ها توانايي ذخيره‌سازي بيشتري از گاز را در خود دارند. تکنولوژي CNG براي انتقال گاز مخازن آب‌هاي عميق که عملاً انتقال گاز آنها با خط لوله به ساحل با دشواري و هزينه بالا روبرو است, مي‌تواند کاربرد يابد. سادگي فرايند توليد CNG و تکنولوژي‌ ساده‌تر ساخت کشتي‌هاي حمل آن نسبت به LNG, طرح‌هاي CNG را به عنوان گزينة بالقوه‌اي براي انتقال گاز مطرح نموده است. با توجه به شرايط موجود تکنولوژي CNG, استفاده از آن تنها براي انتقال گاز تا فواصل 2500 مايل مطمئن به نظر مي‌رسد. تحقيقات در زمينة استفاده از تکنولوژي CNG براي انتقال گاز طبيعي در کشورهاي آمريکا و استراليا همچنان ادامه دارد. تکنولوژي هيدرات هيدرات جامدي است بلوري که از مولکول‌هاي آب تشکيل شده است و در حقيقت مولکول‌هاي گاز در درون آن به دام افتاده‌اند. گازهاي زيادي هستند که قابليت تشکيل هيدرات را دارند. از آن جمله مي‌توان به هيدروکربن‌هايي با تعداد اتم‌هاي پايين نظير متان اشاره کرد. شرايط تشکيل هيدرات عبارتند از: 1- فشار و دماي مناسب 2- وجود مولکول آب 3- وجود مولکول گاز از دهة 1960 که هيدرات گازي به عنوان عاملي مزاحم در خطوط لوله گاز به‌وجود آمد, ايده انتقال گاز طبيعي به‌وسيلة هيدرات در ذهن بسياري از دانشمندان شکل گرفت. به دليل آنکه دماي حمل هيدرات بالاتر از دماي حمل LNG مي‌باشد، هيدرات گازي را به سهولت مي‌توان انتقال داد. از اين رو تکنولوژي ساخت کشتي‌هاي حمل هيدرات پيچيدگي بسيار کمتري نسبت به کشتي‌هاي حمل LNG خواهد داشت و تاسيسات توليد هيدرات بسيار ساده‌تر از تاسيسات LNG مي‌توانند طراحي گردند. اما مشکل اساسي, حجم کمتر گاز منتقل شده مي‌باشد. براساس مطالعات انجام شده در اين زمينه, هر يک متر مکعب هيدرات, 175 متر مکعب گاز را در خود جاي مي‌دهد. در صورتيکه در تکنولوژي LNG کاهش حجم به يک ششصدم مي‌رسد و اين موضوع در اقتصادي‌بودن طرح‌هاي انتقال گاز به‌خصوص فواصل دوردست بسيار پراهميت است. با اين وجود, هنوز اميدهاي زيادي وجود دارد تا هيدرات به عنوان يک راه‌حل کاملاً اقتصادي جهت انتقال گاز به کار رود. در اين زمينه, شرکت BP با همکاري مراکز علمي ديگر مانند دانشگاه گودسن در حال ساخت پايلوتي است که توان توليد روزي 100 کيلوگرم هيدرات را دارد. جمع‌بندي آنچه مسلم است پيشرفت‌هاي تکنولوژي در زمينه هيدرات و CNG همچنان ادامه دارد ولي گمان مي‌رود تا سال 2020, راه­حل مطمئن و اقتصادي براي انتقال گاز طبيعي به مناطق دوردست، استفاده از تکنولوژي‌ LNG و يا تبديل به فرآورده‌هاي مايع GTL و حمل آن به مناطق موردنظر ‌باشد. تکنولوژي CNG در صورت کاهش‌دادن خطر انفجار در هنگام انتقال آن، مي‌تواند رقيبي براي تکنولوژي ‌LNG در فواصل کوتاه‌تر (2500مايل) باشد. براي کشورهايي نظير کشور ما که داراي ذخاير عظيم گازي است، تحقيق و توسعه در زمينه طرح‌هاي هيدرات و CNG به عنوان راهکارهاي جديد انتقال گاز، حرکت مهمي در تحقيق و پژوهش صنعت گاز مي تواند به شمار رود.

ماخذ: 1. ABC TECHNICAL BULLETIN, 2002 . 2 www.itanetwork.org

انتقال گاز براي فواصل طولاني همواره با مشکلات خاصي روبرو ميباشد. امروزه تکنولوژي LNG به عنوان راهکاري کاملاً اقتصادي و قابل اطمينان در اين زمينه مطرح است. اما پيشرفت‌هاي اخير در زمينة استفاده از ساير تکنولوژي‌ها نيز باعث گرديده است که روش‌هايي نظير CNG و هيدرات هم به عنوان راه‌حلي براي انتقال گاز به فواصل طولاني مطرح گردند. اين مطلب سعي نموده تا تحليلي از وضعيت اين تکنولوژي‌ها ارايه دهد:

 

انتقال گاز به نقاط دوردست، همواره با مشکلات فراواني روبه روبوده است. امروزه فناوري ال.ان.جي به عنوان راهکاري بسيار اقتصادي و قابل اطمينان در اين زمينه مطرح است، اما پيشرفت هاي اخير در زمينه استفاده از ساير فناوري ها نيز سبب شده است که استفاده از روش هايي نظير CNG(گاز طبيعي فشرده شده) و هيدرات هم به عنوان راه حلي براي انتقال گاز به مناطق طولاني مطرح شوند.

بدون شک گاز طبيعي منبع مهم تامين انرژي در قرن جديد است. امروزه فناوري هاي بسياري براي استحصال، انتقال و به کارگيري از منابع گازي رشد يافته اند. توسعه سريع صنعت گاز نيز از فناوري هاي مهمي تأثيرپذيرفته است که از اواسط قرن بيستم مطرح شده اند. انتقال گاز طبيعي به واسطه ماهيت گازي آن با دشواري روبه رو است و حتي استفاده از ساده ترين روش انتقال يعني خطوط لوله در فواصل طولاني با مشکلات زيادي روبه رو مي شود. با توجه به توانايي هاي موجود فناوري براي انتقال گاز به مناطق دوردست، روش ال.ان.جي يا گاز طبيعي مايع شده به عنوان يک روش اقتصادي، توانسته است دشواري حمل گاز را تا حد زيادي برطرف سازد. برخي از کارشناسان تبديل گاز به فرآورده هاي مايع (GTL) را نيز راهکاري مناسب براي انتقال گاز به بازارهاي دوردست بيان مي کنند، زيرا معتقدند با اين که هنوز فناوري يا تبديل گاز به فرآورده هاي مايع به طور گسترده مورد استفاده کشورهاي دارنده گاز قرار نگرفته ، اما حمل فرآورده هاي مايع به بازارهاي مصرف بسيار ساده تر و کم هزينه تر از روش تبديل ال.ان.جي است.
در فناوري GTL، گاز طبيعي در يک رشته فعل و انفعالات شيميايي به مايعات ميان تقطير هيدروکربوري مانند نفتا، سوخت جت، ديزل و پايه هاي روغني و ... تبديل مي شود. در اين روش، گاز طبيعي نخست به گازهاي سنتز منوکسيد کربن و هيدروژن تبديل مي شود، سپس در يک رشته واکنش هاي شيميايي تحت تاثير بستر کاتاليستي محصولات هيدروکربوري مايع که در حال حاضر داراي بازار خوبي هستند، توليد مي شوند.
علاوه بر آن، فرآورده هاي مايع گاز را به آساني مي توان در بازار مصرف به فروش رساند، ولي به دليل نوع خاص تقاضاي ال.ان.جي که به تاسيسات دريافت خاصي نيازمند است، فروش ال.ان.جي همواره با دشواري بيشتري روبه رو است. به واسطه هزينه هاي بالا براي انتقال گاز طبيعي در هر يک از فناوري هاي گفته شده، تحقيق و پژوهش براي يافتن راهکارهاي ديگر همواره ادامه دارد. اگر چه هنوز استفاده از فناوري GTL در جهان گسترش زيادي نيافته، سرمايه گذاري قابل توجه کشورهاي صاحب منابع گاز همانند قطر، براي استفاده از اين فناوري، نشانگر توسعه و سودآوري اين فناوري در آينده اي نزديک است.

این مقاله را در ادامه مطلب پیگیری کنید

چکيده

اخيراً استفاده از نانوسيالات که در حقيقت سوسپانسيون پايداري از نانوفيبرها و نانوذرات جامد هستند، به عنوان راهبردي جديد در عمليات انتقال حرارت مطرح شده است.
تحقيقات اخير روي نانوسيالات، افزايش قابل توجهي را در هدايت حرارتي آنها نسبت به سيالات بدون نانوذرات و يا همراه با ذرات بزرگ‌تر (ماکرو ذرات) نشان مي‌دهد. از ديگر تفاوت‌هاي اين نوع سيالات، تابعيت شديد هدايت حرارتي از دما، همچنين افزايش فوق‌العاده فلاکس حرارتي بحراني در انتقال حرارت جوشش آنهاست. نتايج آزمايشگاهي به دست آمده از نانوسيالات نتايج قابل بحثي است که به عنوان مثال مي‌توان به انطباق نداشتن افزايش هدايت حرارتي با تئوري‌هاي موجود اشاره کرد. اين امر نشان دهنده ناتواني اين مدل ها در پيش‌بيني صحيح خواص نانوسيال است. بنابراين براي کاربردي کردن اين نوع از سيالات در آينده و در سيستم‌هاي جديد، بايد اقدام به طراحي و ايجاد مدل‌ها و تئوري‌هايي شامل اثر نسبت سطح به حجم و فاکتورهاي سياليت نانوذرات و تصحيحات مربوط به آن کرد

 

نانوسيم، يک نانوساختار دو بعدي است و چون دراين ابعاد اثرات کوانتمي مهم هستند اين سيم‌ها، سيم‌هاي كوانتومي نيز ناميده مي‌شوند نانوسيم‌ها براي ساختن‌ مدارات الكتريكي در اندازه‌هاي كوچك استفاده مي‌شوند.

روش های ساخت

نانولوله‌ هاي كربني‌ كه از صفحات كربن به ضخامت يك اتم و به شكل استوانه‌اي توخالي ساخته شده است در سال 1991 توسط ساميو ايجيما (از شركت Nec ژاپن) كشف شد. خواص ويژه و منحصر به فرد آن ازجمله مدول يانگ بالا و استحكام كششي خوب از يك طرف و طبيعت كربني بودن نانولوله‌ها (به خاطر اين كه كربن ماده‌اي است كم وزن، بسيار پايدار و ساده جهت انجام فرايندها كه نسبت به فلزات براي توليد ارزان‌تر مي‌باشد) باعث شده که در دهه گذشته شاهد تحقيقات مهمي در كارايي و پرباري روش‌هاي رشد نانولوله‌ها باشيم. كارهاي نظري و عملي زيادي نيز بر روي ساختار اتمي و ساختارهاي الكتروني نانولوله متمركز شده است. كوشش‌هاي گسترده‌اي نيز براي رسيدگي به خواص مكانيكي شامل مدول يانگ و استحكام كششي و ساز وکار عيوب و اثر تغيير شكل نانولوله‌ها بر خواص الكتريكي صورت گرفته است.مي توان گفت اين علاقه ويژه به نانولوله‌ها از ساختار و ويژگي‌هاي بي‌نظير آن ها سرچشمه مي‌گيرد.

 

پردازش گازطبيعي

گازطبيعي كه از زيرزمين تا سرچشمه بالا آورده مي شود كاملا با گازطبيعي مصرف كنندگان متفاوت است. اگرچه پردازش گازطبيعي در بسياري از جنبه ها ساده تر از پردازش و پالايش نفت خام است، اما به اندازه نفت، پردازش آن قبل از استفاده توسط مصرف كنندگان ضروري است.گازطبيعي كه توسط مصرف كنندگان استفاده مي شود، بيشتر از متان تشكيل شده است. اگرچه گازي كه در سرچشمه يافت مي شود و بيشتر تركيبات آن متان است نياز به پردازش زيادي ندارد و خالص است.گازطبيعي خام از سه نوع چاه استخراج مي شود: چاه هاي نفت، چاه هاي گاز و چاه هاي متراكم. گازطبيعي كه از چاه هاي نفت استخراج مي شود عموما به نام «گاز همراه» شناخته مي شود. اين گاز مي تواند جدا از نفت در تشكيلات وجود داشته باشد (گاز آزاد) يا اين كه در نفت خام حل شده باشد (گازمحلول).