فایل ورد کامل مقاله تاریخچه بهره‌برداری از گاز طبیعی؛ بررسی علمی و صنعتی نقش انرژی‌های فسیلی در توسعه

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله تاریخچه بهره‌برداری از گاز طبیعی؛ بررسی علمی و صنعتی نقش انرژی‌های فسیلی در توسعه دارای ۳۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله تاریخچه بهره‌برداری از گاز طبیعی؛ بررسی علمی و صنعتی نقش انرژی‌های فسیلی در توسعه  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله تاریخچه بهره‌برداری از گاز طبیعی؛ بررسی علمی و صنعتی نقش انرژی‌های فسیلی در توسعه،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله تاریخچه بهره‌برداری از گاز طبیعی؛ بررسی علمی و صنعتی نقش انرژی‌های فسیلی در توسعه :

تاریخچه استفاده از گاز طبیعی

در بسیاری از کتابهای قدیمی، خروج گاز از داخل زمین ثبت شده است. امروزه نیز در بعضی جاها چنین پدیده ای را گزارش می کنند. گاهی این گاز بر اثر رعد و برق و یا عوامل دیگر، شعله ور می شود. آتش جاویدان باکو در دریای خزر و یا چشمه سوزان در نزدیکی کارستون، در ایالت ویرجینیای غربی واقع در آمریکا نیر به همین شکل پدید آمده است. این حوادث که در گذشته معمولاً با ترس وبروزخرافات توأم بود، وجود گاز طبیعی را در آن منطقه مشخص می کرد. اما خرافات ناشی از ناآگاهی به قدری شدید بود که حتی تا سال ۱۶۵۹ میلادی همه فکر می کردند که ویکان در انگلستان (به دلیل این که گاز متصاعد شده از حباب های سطح آب باعث می شود تا آب مانند نفت بسوزد حاوی آب جادویی است.

اعتقاد بر این است که نخستین بارؤ چینی ها درسه هزار سال قبل برای تبخیر آب نمک، از گاز استفاده کردند. تاریخ نویسان درباره استفاده گاز توسط ایرانیان نوشته اند: «ایرانیان در استفاده از گاز بر دیگر اقوام جهان پشی داشته اند. برای مثال، وجود بقایای آتشکده ها و معابدی نظیر آتش جاویدتن در نزدیکی کرکوک که به م

شعل بخت النصر معروف بود، در نزدیکی کی مخزن گاز طبیعی قرار داشت.
همچنین بقایای معابد زرتشتیان در نزدیکی مسجد سلیمان و روایات تاریخی از آتش جاویدان آتشکده آذر گشتاسب در آذربایجام، همگی گواه این مدعی است که: «ایرانیان باستان بنا بر اقتضای محیط مذهبی خویش، آتش را گرامی می داشتند.»
درفلات مرکزی و جنوبی ایران، درمناطقی که جنگل های انبوه وجود نداشت، برای روشن نگه داشتن آتش مقدس، از امکانات دیگری به جز چوب های جنگلی سود می بردند؛ زیرا طبیعت این مناطق به خاطر وجود ذخایر فراوان زیرزمینی، دستیابی به سوخت را برای آن ها آسان می کرد. مناطق غرب، جنوب وجنوب غربی ایران از دیرباز روی دریابی از نفت و مشتقات آن قرار داشتهاندودارند. درایران باستان هم بعضی از این منابع به دلیل عمق بسیار کمی که داشتند ودارند. در ایران باستان هم بعضی از این منابع به دلیل عمق بسیار کمی که داشتند، براثر

فرسایش خاک، یا حرکت گسل ها ویا سایر عوامل طبیعی دیگر به صورت قطراتی ناچیز از آن دریای زیرزمینی خود به بیرون تراوش می کردند و انسان متفکر را به بهره برداری از آن وادار می ساختند.
در بعضی از اسناد تاریخی آمده است: «ایرانیان قبل از فلسطینی ها، سومری ها و حتی چینی ها از نفت و گاز به گونه بسیار ابتدایی، تصادفی وبدون برنامه ریزی استفاده می کردند و بیش ترین بهره ای که از آن می گرفتند، برای پایدار نگه داشتن آتش های مقدس بود. با این همه، درباره پیدایش نفت و گاز درایران چندان نمی توان سخن گفت، زیرا آنچه که از این صنعت با امکانات ابتدایی آن در روزگار کهن ایران خبر می دهد، بسیار اندک است.

در هر حال، استفاده صنعتی و اقتصادی ازگاز در جهان، از سال ۱۷۹۲ میلادی شروع شد. دراین سال ، شخصی به نام ویلیام مورداک از اهالی انگلستان برا نخستین بار توانست ب حرارت دادن زغال سنگ در ظرف سر بسته ای، گاز حاصل از آ“ را به وسیله لوله ای به یکی از اتاق های منزل مسکونی خود منتقل کند و آنرا بسوزاند.
با اینکه منابع عظیم گاز تا اوائل قرن ۲۰ کشف شده بود، ولی به علت عدم امکان انتقال آن از چاه ها، عملاً از آن استفاده عمومی و صنعتی نمی شد. تا این که در سال ۱۹۳۰ م. استفاده از گاز با توجه به انتقال آن، جنبه عمومی پیدا کرد.

در ایران نیزر با این که درسال. ۱۲۸۰ ه.ش اولین چاه نفت در قصر شیرین زده شد، اما استفاده از منابع گازی از سال ۱۳۴۴ ه.ش در پوشش شرکتی به نام «شرکت ملی گاز» ایران آغاز شد.
ازمنابع گاز در ایران می توان به خانگیران، سرخون، نار، قشم و …اشاره کرد. برمبنای یک برنامه ۲۰ ساله، قرار است گاز توسط خط لوله به تمامی ایران انتقال یابد که طبق این برنامه ۱۶۰۰ کیلومتر خطوط لوله اصلی و ۲۷۰۰ کیلومتر لوله داخل شهری احداث خواهد شد.

گاز طبیعی و همچنین نفت از تجزیه بقایای لاشه ها و اجساد جانوران و گیاهان تحت دما و فشار زیاد به وسیله باکتری های عمل کننده به مرور زمان به وجود آمده اند. گاز طبیعی معمولاً به صورت محلول در نفت خام در لایه های بالایی نفت خام و یا در سفره های مستقل زیرزمینی وجود دارد. ۸۰ الی ۸۵ درصد از گاز طبیعی را گاز متان (CH4) و حدود ۱۰ الی ۱۵ درصد آن بار گاز اتان (C2H5) و حدود ۵ در صد آن را هیدروکربن های سنگین تر نظیر پروپان، بوتان، پنتان، آب، دی اکسیدکربن و سولفید هیدوژن و… تشکیل می دهد. گاز تولید شده از چاه پس از جمع آوری به واحد مرکزی پالایش توسط خطوط لوله انتقال داده می‌شود.

پالایشگاه گاز
گاز طبیعی پس از ورود به پالایشگاه، مراحل زیر را طی می کند.
الف) جمع آوری
ب) فرآیند شیرین کردن گازترش،
پ) نم زدایی،
ت) اندازه گیریؤ کنترل و ارسال گاز.
الف) جمع آوری
همانطور که گفته شد، گاز طبیعی به دست آمده حاوی هیدروکربن های سنگین از قبیل پروپان و بوتان و… می‌باشد که در بخشی از پالایشگاه از گاز طبیعی جدا می شود. پس از این مرحله، فشار گاز توسط کمپرسورها تقویت و جهت مراحل بعد ارسال می شود.
ب) فرآیند شیرین کردن گاز ترش
گاهی اصطلاح «گاز شیرین» و «گاز ترش» را شنیده ایم . ابتدا این اصطلاح را تعریف، سپس به توضیح این فرایند می پردازیم.
گاز ترش: اصطلاح گاز ترش به گازیاطلاق می شود که حاوی ترکیبات گوگرد و دی اکسید کربن باشد که به علت ایجاد پوسیدگی در لوله های حامل گاز و همچنین پایین آوردن ارزش حرارتی باید از گاز طبیعی جدا شوند.

درصورتی که این ترکیبات از گاز طبیعی جدا شوند، اصطلاحاً به این گاز، گاز شیرین گفته می شود. اگر گاز استخراج شده ترش باشد، با استفاده از یک برج، این ترکیبات از گاز جدا می شود که به آن برج تماس است. گاز از پایین برج به طرف بالای برج و مایع منو و مایع منو اتانول آمین از بالای برج به طرف پایین جریان می یابند. گاز و مایع به طور کامل روی سینی ها یا در توده ای از استوانه مشبک که در داخل برج تماس نصب شده است، با یکدیگر تماس برقرار می کنند.

محلول منو اتانول آمین پس از جذب گازهای طبیعی و سولفید هیدوژن ودی اکسید کربن به صورت منو اتانول آمین غنی شده از گازهای اسیدی از پایین برج خارج شده و از بالا وارد برج دیگری به نام احیا می شود تا پس از دفع گازهای اسیدی دوباره وارد برج تماس شود. در پایین برج احیا. جوشاننده های آب وجود دارند که محلول آمین توسط بخار آب حرارت می بیند و از گازهای اسیدی در دمای ۱۱۰ تا ۱۱۶ از آن جدا می شوند. گازهای اسیدی که از محلول آمین خارج می شوند، همراه با بخار آب وارد مایع کننده هوایی می گردند. در این جا، بخار آب متراکم وبه آب تبدیل می شود. آب و گازهای اسیدی در جدا کننده از هم جدا می شوند. آب حاصل به بالای برج احیا به عنوان مایع برگشتی فرستاده می شود و گازهای اسیدی به مشعل می روند و می سوزند.
پ) نم زدائی
نام ماده نم زدا آلومینا واز جنس اکسید آلومینیوم است. گاز از بالا به طرف پایین برج خنک کننده جریان می یابد وآلومینا، آب همراه گاز را جذب می کند. اگر مقدار جزئی از منو اتانول آمین نیز همراه گاز باشد،آن نیز توسط آلومینا جذب خواهد شد. ممکن است ذرات ریز معلق که حاصل برخورد گاز با آلومینا است، همراه گاز وجود داشته باشد. با تعبیه یک دستگاه فیلتر، این ذرات از گاز جدا می شوند و گاز شیرین خشک از برج نم زدا خارج می شود.
ت) اندازه گیری، کنترل، و ارسال گاز
پس از طی مراحل بالا، میزان گاز عبوری توسط ایستگاه های اندازه گیری (کنتور) اندازه گیری شده و پس از کنترل میزان ترکیبات موجود در گاز طبیعی برای مصرف توسط خطوط لوله به دستگاه های تقویت فشار هدایت می شود.

بوی بد گاز از چیست؟
از آن جا که گاز طبیعی فاقد بوی خاص می باشد ودر صورت نشت احتمالی خطر آفرین است، ماده مخصوص به نام (مرکاپتان) – که بوی نافذی دارد- به وسیله‌ دستگاه ادورایزر (Odorizer) به گاز اضافه می شود.

به طور کلی گازها به دو حالت زیر توزیع می شوند:
۱- گاز مایع،
۲- گاز طبیعی (خطوط لوله)،
گاز مایع
درپالایشگاه نفت، گازهایی که از ترکیبات ئیدروکربن تشکیل شده اند، مانند پرویان، بوتان با درصدهای مشخص تحت شرایطی مخلوط، و در فشار بالا در مخازنی متراکم می‌شوند وبه آن گاز مایع می گویند.
گاز مایع به روش های زیر قابل انتقال است:
– مخزن های راه آهن
– کشتی های مجهز به مخازن مخصوص گاز مایع

– کامیون های مجهز به مخزن گاز مایع
– سیلندرهای گاز مایع
گاز مایع برای مصارف خانگی، در سیلندرهای فولادی سبک و سنگین توزیع می شوند. گاز مایع با فشار زیاددر این سیلندرها متراکم شده وبرای استفاده از آن از دستگاهی به نام رگولاتور استفاده می شود تا بتوان فشار واندازه جریان گاز را به میزان مطلوب رساند و مورد استفاده قرار داد.
وزن قابل ملاحظه، تعویض مکرر سیلندرها و همچنین حمل ونقل دشوار را می توان از معایب انتقال گاز توسط مخزن های استوانه ای دانست.
این روش به علت معایبی که داشت، خیلی زود جای خود را به انتقال گاز طبیعی از طریق خطوط لوله داد.
گاز طبیعی
همان طور که گفته شد، گاز طبیعی یا زا منابع مستقل گازی ویا به صورت «گاز همراه» محلول از نفت خام استخراج می شود که پس از جدا شدن ناخالصی ها در واحد پالایش به طور مستقیم برای مصرف کنندگان توسط خطوط لوله انتقال می یابد.
مراحل انتقال گاز طبیعی توسط خطوط لوله از ابتدا تا مصرف کننده به ترتیب زیر ساست؛
۱-خطوط لوله انتقال اصلی
این خطوط انتقال دهند گاز با فشار بالا ازمنابع گازی و ایستگاه های تقویت فشار تا ایستگاه دروازه ورودی شهر یا city Gate Station) C.G.S ) می باشد در این خطوط، لوله های به قطر ۵۶ اینچ و فشار گاز در حدود psi1100<p< psi 350 را می توان مشاهده کرد.
۲-خطوط یا شبکه های تغذیه:

این خطوط گاز خروجی از ایستگاه دروازه ورودی شهر را به ایستگاه های تقلیل فشار درون شهری (Town Border Station) T.B.S و مراکز صنعتی و کارخانجات هدایت می کند.
این خطوط که پس از عبور از ایستگاه دروازه ورودی شهرC.G.S می گذرد، فشار گاز را به psi 250 تقلیل می دهد و قطر لوله ها در این مرحله ۱۲ اینچ می باشد.
۳-شبکه خطوط اصلی
شبکه ای از حلقه ها و شاخه های در اندازه قابل ملاحظه و ظرفیت بالاست که در طول مسیرهای اصلی شهر گاز را توزیع می کند. این خطوط پس از گذشتن از ایستگاه تقلیل فشار درون شهری Tbs به فشاری معادل pis 60 و قطر آن بین ۴ تا ۶ اینچ می رسد.
۴-خطوط شاخه ای ۲ اینچ.

این خطوط از خطوط اصلی شبکه منشعب و گاز را به داخل معابر وکوچه ها هدایت می کند. فشار دراین خطوط بین ۱۵ تا ¬psi 30 می باشد.

۵-خطوط لوله انشعاب:
این خطوط ار خطوط ۲ اینچ وبه رگولاتورهای خانگی منتهی می شود. در این صورت فشار برای مصرف کننده خانگی به psi 4/1 می رسد.
با کمی توجه به ۵ مرحله انتقال، می بینیم که ابتدا فشار گاز افزایش یافته و سپس در ت۳ ایستگاه C.G.S، و T.B.S و رگولاتور خانه کاهش می یابد.
این افزایشس یا تقویت فشار به سه علت صورت می پذیرد:
۱- طولانی بودن مسیر؛
۲- افزایش جمعیت؛
۳- اصطکاک با جدار لوله ها؛
۱- با توجه به این که فقط برخی مناطق دارای ذخایر گازی می باشند و از مناطقی که باید گازرسانی شود، فاصله بسیار دوری دارد، این گاز باید با فشاری بسیار زیاد حرکت کند تا با وجود دریافت گاز این خط لوله توسط شهرهای مسیر، همچنان با فشاری مناسب به مصرف کنندگاه آخرین شهر نیز برسد.
۲- وقتی یک خط لوله توسط گروه مهندسان مورد طراحی قرار می گیرد، به اولین عامل که جمعیت در ۱۵ سال آینده است، توجه می شود.
با توجه رشد جمعیت کشور، مهندسان طراح، قطر و فشار گاز خطوط لوله را باید طوری طراحی کنند که این خطوط تا حداقل ۱۵ سال آینده نیازی به ایجاد خط لوله جدید نداشته باشند.
۳- با وجود آن که گاز استخراجی دارای فشار زیادی است، امابه خاطر دوری مسیر، ایجاد اصطکاک با جدار لوله دچار افت می شود. برای جبران این افت از ایستگاه های تقویت فشار استفاده می کنند.
حال با این توضیحات، می توان به شرح مختصری از یک ایستگاه تقویت فشار و همچنین ایستگاه تقلیل فشار پرداخت.

ایستگاه های تقویت فشار
همان طور که گفته شد، برای انتقال سیال گاز، از فشاری استفاده می کنیم که منبع و تولید کننده آن دستگاهی به نام کمپرسور است. درطول خطوط برای هر صد مایل، یکی از این ایستگاه های فشار را که دستگاه کمپرسور در ان قرار دارد، درنظر می گیرند. کمپرسور، باعث افزایش انرژی گاز می شود، درست مانند یک پنکه الکتریکی . هوایی که ساکن است، همچنان تمایلبه سکون دارد.

وقتی پنکه را روشن می کنید، تیغه های آن، هوا را می فشارد. هوا در برابر این تیغه ها، مقاومت می کند. این مقاومت باعث می شود که ملکول های هوا به هم نزدیک تر شوند. هر چه ملکول های هوا به هم فشرده تر شوند، از حجم آنها کاسته می شود. درنتیجه، فشار افزایش می یابد. هرچه تیغه ها سریع تر بچرخند، هوابا سرعت بیش تری جلو رانده می شود. دراین جا، پنکه با کار کردن روی هوا باعث می شود که سرعت وفشار هوا بالا رود.
کل انرژیی که از کمپرسور خارج می شود، خیلی بیش تر از مقداری است که وارد کمپرسور می شود. مقدار انرژیی که گاز ذخیره می کند، به مقدار کاری که کمپرسور روی آن انجام می دهد، بستگی دارد.
کمپرسورها با توجه به کاری که انجام می دهند، انواع مختلفی دارند:
کمپرسورهای گریز از مرکز
طبق قانون دوم نیوتن، اگر به جسمی هیچ نیرویی وارد نشود، جسم ، حالت خود را حفظ می کند،

یعنی اگر در حال سکون است، به همان حال باقی می ماند و اگر در حال حرکت است، با سرعت ثابت به حرکت خود ادامه می دهد.

حال فرض می کنیم، ساچمه ای که به نخی بسته شده است، با سرعت معینی رها شود. اگر هیچ نیرویی اعم از اصطکاک و …بر ساچمه وارد نشود، ساچمه روی بک خط مستقیم به حرکت خود ادامه می دهد. اگر نخ به محور ثابتی بسته شده باشد و ساچمه را با سرعت ثابتی حرکت دهیم، تا زمانی که نخ متصل به محور سفت شود، همچنان روی یک مسیر مستقیم حرکت م کند، اما از آن پس منحرف می شود وبا نیرویی که به آن وارد شده است، در مسیر دایره ای می افتد و باز به حرکت خود ادامه می دهد.
اگر در این حالت نخ پاره شود، ساچمه همچنان به حرکت مستقیم خود ادامه می دهد. در این هنگام ، ساچمه توسط نیروی جانب مرکز روی مسیر نگه داشته می شود. نیروی گریز از مرکز درست درمقابل نیروی جانب مرکز روی مسیر نگه داشته می شود. نیروی گریز از مرکز درست درمقابل نیروی جانب مرکز به وجود می آید.
یک صفحه دوار(دیسک) درا در نظر بگیرید که روی آن چند تیغه، طوری نصب شده باشد که درمرکز با یکدیگر زاویه بسازند. اگر ساچمه ای را بین دو تیغه نزدیک مزکز قرار دهیم، هنگامی که صفحه شروع به حرکت می کند، حرکت یکی از تبغه ها به ساچمه نیرو وارد می کند و ساچمه در یک مسیر مستقیم – یعنی در طول تیغه- شروع به حرکت می کند. چون دراین جا نیروی جانب مرکز بسیار ناچیز است، ساچمه از صفحه به طرف خارج از مرکز پرتاب می شود.
وقتی صفحه حرکت می کند، ساچمه از صفحه به تیغه اتصال دارد. برای هر چرخش، نقطه A از مرکز فاصله بیش تری می یابد و در نتیجهA تندتر می چرخد. بنابراین هر چیزی که توسط این صفحه بچرخد، قسمتی از آن که به مرکز دورتر است، سرعت بیش تری را خواهد داشت.

یک پروانه کمپرسور از دو صفحه ساخته شده است که توسط تیغه هایی از هم جدا شده ند. وقتی پروانه می چرخد،‌تیغه ها به هوا فشار وارد می آورند. طبق آن چه گفته شد، ملکول های هوا در یک مسیر مستقیم حرکت می کنند و چون نیروی جانب مرکز وجود ندارد، ملکول های هوا به خارج از مرکز پروانه هدایت می شوند و سرعت می یابند. طبق نیروی عکس العمل، هوا تمایل دارد که نیرویی مخالف تیغه ها وارد آورد، در نتیجه، فشار هوا بالا می رود و پروانه باعث افزایش سرعت و فشار می شود