گاز طبیعی مایع (LPG)
معرفی گاز طبیعی مایع:
وجود فاصله و بعد مسافت بین مخازن طبیعی گاز و مراکز صنعتی مصرف کننده، مستلزم یافتن راهی برای تبدیل و انتقال اقتصادی گاز از محل تولید به نقاط مختلف جهان بوده است. پیشرفتهای تکنولوژیکی چند دهه اخیر راههای تازهای را پیش رو نهاده است و موجب شده تا سهم گاز در سبد مصرف انرژی در جهان تغییر نموده و با گذشت زمان افزایش یابد. کشورهای توسعه یافته بودجههای کلانی در تحقیقات و کاربردی کردن روشهای آزمایشگاهی تبدیل گاز سرمایه گذاری نموده و به انقلابی در تبدیلات و انتقال گاز دست یافتهاند. از زمره این دستاوردهای نوین، تبدیل گاز به سوخت سبز و گازوییل و بنزین فاقد آلاینده GTL و نیز تبرید و مایع سازی (LPG) برای سهولت در انتقال و ذخیره سازی آن است.
LPG یا Liguefied Natural Gas تغییر شکل فیزیکی و تبدیل گاز طبیعی به مایع است که هدف از این فرایند، تسهیل انتقال آن از مبادی استخراج و تولید به مراکز مصرف است.
فرآیند مایع سازی گاز در دمایC◦ 16- و در فشار کمی بالاتر از فشار اتمسفر صورت میگیرد. این مایع ترکیبی است عمدتاً متشکل از متان و درصدهای کمتری از اتان، پروپان و … که تحت فشار کمی بالاتر از فشار جو نگهداری میشود. البته LPG تا حد 100 درصد متان نیز قابل دستیابی است، LPG مادهای غیرسمی، غیر سرطان زا، بدون بو، بیرنگ، شفاف و غیرخورنده و سبکتر از آب است. هر چند LPG به دلیل نداشن اکسیژن، خاصیت انفجاری و احتراق در حالت مایع را ندارد اما در صورت نشست و ترکیب با اکسیژن هوا به عنوان یک مخزن متراکم انرژی، از قدرت تخریب بالایی برخوردار است. نکته قابل توجه در این تغییر شکل فیزیکی، کاهش چشمگیر حجم گاز به حجم اولیه است. به عبارت دیگر یک تانکر LPG قادر به حمل میزان سوختی است که توسط 600 تانکر گاز طبیعی حمل می شود.
تاریخچه LPG:
اولین تجربه مایع سازی گاز به قرن 19 میلادی بر میگردد که دانشمند انگلیسی مایکل فارادی انواع مختلف گاز و گاز طبیعی را بصورت مایع در آورد.
اولین واحد LPG در سال 1912 در ویرجینای غربی ساخته شد و اولین واحد تجاری در 1941 در کلیولند واقع در ایالات اوهایو به بهره برداری رسید.
اولیت محموله LPG به حجم 5000 متر مکعب در سال 1959 به جزیرهای در انگلستان حمل گردید.
در سال 1964،اولین تأسیسات صدور LPG در الجزایر به بهره برداری رسید و اولین دریافت LPG در انگلستان انجام شد.
در سالهای 1972 تا 1990 تجارت LPG توسعه یافته و تولید این فرآورده در برونئی، اندونزی، ابوظبی، مالزی و استرالیا آغاز شد. همچنین کشورهای کره، تایوان و آمریکا به جمع وارد کنندگان این فرآورده پیوستند.
در سالهای 1994 تا 2000 کشورهای قطر، ترینیداد و نیجریه به مرحله تولید این فرآورده رسیدند.
بطور کلی در حال حاضر 17 واحد تولید LPG در 12 کشور جهان و 42 پایانه دریافت یا Liguefaction در 12 کشور جهان و 42 پایانه دریافت یا Regasifiction در 11 کشور احداث شده است .
تولید LPG در جهان:
تا سال 2002، 12 کشور صادرکننده LPG، حدود 113 میلیون تن LPG تولید میکردند. اندونزی بزرگترین تولیدکننده LPG در جهان است که یک پنجم حجم LPG جهان را تولید میکند. قسمت عمده LPG تولید شده در اندونزی توسط ژاپن و مقداری از آن هم توسط تایوان و کره جنوبی وارد می شود.
در حال حاضر، تولیدکنندگان LPG عبارتند از: اندونزی، مالزی، استرالیا، برونئی، روسیه، قطر، عمان، امارات متحده عربی، الجزایر، نیجریه، ترینیداد و لیبی و همچنین کشور های ،پرو ایران و کشورهای که در آینده نزدیک تولید گاز مایع خود را شروع می‌کنند ونزوئلا ،آنگولاو گینه
LPG در ایران:
با هدف ساماندهی کلیه فعالیتهای مرتبط با صادرات گاز طبیعی کشور، شرکت ملی صادرات گاز ایران در سال 1380 تشکیل شده است.
ایران برای تولید LPG صادراتی خود سه پروژه NIOC LNG،PARS LNG و PERSIAN LNG تعریف کرده است(LNGیا(LPG)
فرآیند تولید LPG:
زنجیره فرآیند LPG به صورت زیر میباشد:
اکتشاف و تولید گازطبیعی
مایع سازی و پایانههای صادرات
حمل و انتقال
پایانههای دریافت و تبدیل مایع به گاز
تجارت LPG:
صنعت گاز طبیعی مایع شده LPG از ماهیتی زنجیرهای، سرمایه بر و پیچیده برخوردار است. یک زنجیره LPG شامل اجزای مختلفی است که وجود هر یک از آنها برای تجاری شدن وتحقق یک طرح صادرات LPG حیاتی است. وجود یک مخزن بزرگ گاز- بطوری که قابلیت تأمین گاز مورد نیاز 20 تا 30 سال را دارا باشد- تکنولوژی مورد نیاز برای احداث یک واحد LPG با ظرفیت پاسخگویی به نیازهای طرف قرارداد (که معمولاً یک نیروگاه تولید برق در کشوری دیگر است) تأمین کننده مالی قابل اتکا، وجود تقاضای موثر برای LPG مورد نظر طی دوره فعالیت پروژه (حداقل 20سال) و یک شرکت کشتی رانی دارای تانکرهای مخصوص حمل LPG تولید شده از مبدأ تولید به بازار مصرف طی دوره قرارداد و نهایتاً، تأسیسات و تجیزات مخصوص دریافت، تبدیل مجدد به گاز در ذخیره سازی و مصرف گاز، بخشهای مختلف یک زنجیره LPG را تشکیل میدهند.
رشد تجارت جهانی گاز در سال 2004 به میزان 9 درصد (10 درصد رشد تجارت گاز با خط لوله و 5/4 درصد LPG) ، نشانگر افزایش تولید و مصرف گاز طبیعی و رشد صادرات آن می باشد که پیش بینی میشود حجم تجارت جهانی گاز با توجه به روند رشد 10 سال گذشته آن از 680 میلیارد متر مکعب در سال 2004 به 1400 میلیارد متر مکعب در سال 2025 برسد که به این ترتیب میزان LPG مورد تقاضا 350 میلیون تن (معادل 490 میلیارد متر مکعب گاز طبیعی استاندارد) و میزان گاز اضافی مورد نیاز (برای مبادله) به وسیله خط لوله به بیش از 900 میلیارد متر مکعب خواهد رسید.
موارد مصرف LPG:
گاز طبیعی مایع شده LPG میتواند بوسیله کشتی به تمام دنیا حمل گردد. LPG اغلب به عنوان سوخت مناسب نیروگاهها مورد استفاده قرار میگیرد. رشد تقاضا برای برق در آسیا از عوامل بسیار مهم در رشد سریع انرژی بوده و باعث افزایش تجارت LPG در جهان شده است.
LPG به دلیل اینکه قابلیت ذخیره سازی دارد میتواند در ماههای گرم سال ذخیره شده و در ماههای سرد سال مورد مصرف قرار گیرد.
LPG سوخت بسیار مناسبی برای وسایل نقلیه دیزلی بوده و میتواند جایگزین گازوئیل باشد. همچنین این سوخت از CNG (گاز طبیعی فشرده شده) قابلیت نگهداری بهتری دارد.علاوه بر این به دلیل وجود متان در LPG این ماده از بسیاری از سوختهای فسیلی پاکتر و کم ضررتر می باشد.
روش نگهداری:
مخازن ذخیره LPG دو جداره میباشند و برای فشار کاری حداکثر تا 16 بار (bar) 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 سخوت گیری (پرشدن مخزن) نیز هستند.
انتقال LPG:
انتقال LPG یک مساله مهم در تجارت این صنعت است که باید پیش بینی راهکارهای مر بوط به آن در یک پروژه LPG بصورت دقیق و روشن صورت بگیرد. با توجه به ارقام مربوط به حمل LPG در منطقه مدیترانه، حمل و نقل دریایی حدود یک سوم از کل سرمایه گذاری مورد نیاز یک طرح LPG را به خود اختصاص میدهد. ناوگان حمل و نقل LPG جهان در حال حاضر شامل بیش از 100 کشور دنیا میشود و تقاضای آن همواره و متناسب با روند رشد تجارت LPG، فزاینده بوده است. هزینه سرمایه گذاری برای یک کشتی با ظرفیت 135 هزار متر مکعب LPG رقمی در حدود 130 میلیون دلار است. در ساخت ترمینال دریافت LPG نیز ملاحضات خاصی باید مد نظر قرار بگیرد. ساخت یک ترمینال LPG در طول سواحل پر جمعیت به دلایل محیط زیستی دارای مشکلاتی خواهد بود. ضمن اینکه با گسترش ظرفیت مورد نظر برای ساخت یک ترمینال بحث صرفههای اقتصادی نیز مطرح میگردد. در نهایت، برای چنین معاملات بزرگ ملی، حضور گریز ناپذیر دولتها در هر دو جانب عرصه تولید وجود خواهد داشت.
مزایای استفاده از LPG:
LPG چگالی 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 کوچکتر امکانپذیر میسازد و دارای سرعت سوختگیری بالایی است 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 LPG تولید شده برای خودروها تا 99 درصد متان دارد، لذا کنترل و تعیین مناسب ترکیب سوخت بازدهی موتور و سوخت را نیز افزایش میدهد.در مخزن هزار گاز نیز همین گونه است به دلیل مایع بودن چگالی انرژی بالاتری نسبت به گاز شهری دارند چون درصد متان آن زیاد است
معایب استفاده از LPG:
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 وجود دارد.
در ایستگاههای سوخت گیری خطوط انتقال گاز از مخزن به خودرو (شامل لولهها، شیرآلات و وسایل اندازه گیری) جهت انتقال LPG در حالت مایع باید پیش از شروع سوختگیری تا دمای 126- درجه سانتی گراد سرد شوند. در غیراینصورت منجر به تبخیر بخشی از سوخت میشود.
پر کردن مخزن دو جداره 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.
برتری های محیط زیستی:
از دیدگاه زیست محیطی، ضایعات و تلفات LPGحدود 8 تا 11 درصد برای کل زنجیره در طول مسافتی معادل 3 هزار کیلومتر است. از لحاظ ایمنی حمل و نقل، تجارت LPG سابقه خوبی دارد. به علاوه پژوهشهای مختلف نشان داده است که تأثیر هرگونه تصادف در حمل و نقل LPG با کشتی، مصیبت بار نیست و تنها تأثیر محدود و اندکی بر محیط زیست دارد.
جمع بندی:
رشد چشمگیر تقاضا برای LPG، موجب توسعه این بخش از صنعت گاز گردیده و تحقیقات صورت گرفته منجر به کاهش هزینههای تبدیل و حمل این فرآورده استراتژیک شده است. بهبود فرآیند، ساخت کشتیهای حمل با ظرفیتهای بالاتر و اصلاح ساختارهای محدود کننده قرارداردی، موجبات عمومیت و گسترش استفاده از این فرآورده را فراهم آورده است. علی رغم همه پیشرفتهای اخیر و با وجود قابلیت مانور در انتقال LPG به مراکز متعدد مصرف، به دلیل لزوم احداث تأسیسات و پایانههای دریافت و تبدیل LPG، تنها در شرایط استفاده میشود که احداث خط لوله، به دلایل اقتصادی، تکنیکی، جغرافیایی و یا سیاسی توجیه نداشته باشد حال آنکه LPG میتواند نوعی از ذخیره سازی گاز برای مواقع افزایش تقاضا به حساب آید. از طرفی کلیه آزمایشات انجام شده و خواص LPG، ایمن بودن این سوخت را کاملاً تأیید میکند زیرا نشت مایع LPG یا ابر بخارات 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 سبکتر است در محیط پراکنده میشود.
منابع و مآخذ
گزارش اهم فعالیتهای وزارت نفت (نفت و توسعه 5)
روزنامه همشهری شماره 3127
مجله اقتصاد ایران Iran Economics
پایگاه اطلاع رسانی صنعت گاز ایران
پایگاه اطلاع رسانی دانشجویان مهندسی شیمی
پایگاه اطلاع رسانی انرژی (Energy Information Administration)EIA
پایگاه اطلاع رسانی (Environmental Protection Agency )EPA
پایگاه اطلاع رسانی صنایع نفت و گاز و پتروشیمی (عمومی- تخصصی)
هفته نامه مشعل، شماره 323
تلفن تماس 09395640075
