مطالعه تجربی و مدل‌سازی عوامل مؤثر برکاهش انتشار BTEX در کارخانه‌های گاز و گاز مایع

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده محیط زیست و بیوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

وجود قوانین زیست محیطی سخت‌گیرانه در مورد انتشار ترکیباتی همچون بنزن، تولوئن، اتیل‌بنزن و زایلن (BTEX)، اهمیت انتشار این ترکیبات را در صنایع نفت و گاز نشان می‌دهد. این ترکیبات در طی عملیات نم‌زدایی از گاز، جذب حلال (گلایکول) شده و سپس در طی عملیات احیای حلال، به اتمسفر راه می‌یابند. در این پژوهش انتشار بنزن، تولوئن، اتیل بنزن و زایلن از یکی از واحدهای مایعات گازی در جنوب کشور به‌صورت کمّی و کیفی مورد ارزیابی قرار گرفته و راهکار مناسب جهت کاهش انتشار این آلاینده‌ها ارائه شده است. با توجه به تأثیر عوامل عملیاتی بر میزان انتشار این ترکیبات، فرآیند احیای گلایکول شبیه‌سازی شده و تأثیر این عوامل بر میزان انتشار ترکیبات فوق و همچنین تأثیر روش‌های کنترل بر کاهش انتشار آنها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد میزان انتشار بنزن، تولوئن، اتیل‌بنزن و زایلن از خروجی برج احیاء حلال در این واحد به‌ترتیب در حدود 3770، 1007، 15 و kg 20 در سال می‌باشد. همچنین بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که مناسب‌ترین گزینه جهت کاهش انتشار این ترکیبات در واحد عملیاتی مورد نظر، استفاده از خنک‌کننده‌های هوایی می‌باشد. وجود این سامانه باعث کاهش میزان انتشار BTEX به زیر حد استاندارد وضع شده در کانادا در سال 1997 می‌شود.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study and Modeling of Effective Parameters on BTEX Emissions from Gas and NGL Plants

نویسندگان [English]

  • Alireza Dahaghin
  • Hossein Taghdisian
  • Rada Asadi
Environment and Biotechnology department-Research Institute of Petroleum Industry, RIPI, Tehran, Iran
چکیده [English]

Recent developments in the environmental regulations of benzene emission indicate the growing awareness about the adverse effects of this compound. The BTEX (i.e. benzene, toluene, ethyl benzene and xylen isomers) which are absorbed by the glycol solvent during dehydration of natural gas, will be emitted to the atmosphere upon thermal regeneration of the solvent. In the present work, quantitative and qualitative analysis of the BTEX emissions from a glycol dehydration unit in southern Iran were performed and an appropriate mitigation method for these emissions was proposed. In order to investigate the effect of operational parameters and the mitigation methods on the BTEX emissions, the glycol dehydration unit was simulated in Aspen HYSYS. The results showed that the emission of benzene, toluene, ethyl benzene and xylen isomers to the atmosphere were about 3770, 1007, 15 and 20 kilogram per year, respectively. Furthermore, the simulation results revealed that the BTEX emissions could be reduced by using an air cooler condenser after glycol regeneration tower while the benzene emission meets the Canada standard level at 1997.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Air Pollution
  • Natural gas dehydration
  • Benzene
  • BTEX
  • Simulation of dehydration process
[1]. Ebeling O. H., Lydon L. A., and Covington K. K., “Reduce emissions and operating costs with appropriate Glycol selection, proceeding of the seventy,” Seventh GPA Annual Convention, Tulsa Gas Processors Association, 1998.##

[2]. Vincent M. W. and Jerry A., “Influence of process operations on VOC and BTEX emissions from Glycol dehydration units,” Proceeding of the Seventh GPA Annual Convention, Tusla Gas Processors Association, 1998.##

[3]. American Petroleum Institute, “Specification for glycol-type gas dehydration units,” API Specification 12 GDV(SPEC 12 GDV), First edition, 1990.##

[4]. USEPA Document No: EPA 430-B-03-0B, “Optimize glycol circulation and install flash tank separators in glycol dehydrators,” 2003.##

[5]. “Control of benzene emissions from glycol dehydrators,” Canadian Association of Petroleum Producers (CAPP) Publication, Best Management Practices, 2006.##

[6]. ACGIH, “Threshold limited value for chemical substances and physical agents,” American conference of Governmental Industrial Hygienists, 1997.##

[7]. U. S. Code of Federal Registration, 40CFR Part 63, “National emission standards for hazardous air pollutants: oil and natural gas production and natural gas transmission and storage,” Final Rule, Vol. 64, No.116, Jun.17, 1999.##

[8]. Smith Martyn T., “Advances in understanding benzene health effects and susceptibility,” Ann. Rev. Pub. Health, 31, pp. 133–48, 2010.##

[9]. Rana S. V. and Verma Y., “Biochemical toxicity of benzene,” J. Environ. Biol. Vol. 26, No. 2, pp. 157–68, 2005.##

[10]. Frederic L. and Michael B., “A short primer on benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) in the environment and in hydraulic fracturing fluids,” Griffith University, Smart Water Research Center, 17 Nov. 2010.##

[11]. Braek A. M., Almehaideb R. A., Darwish N., and Hughes R., “Optimization of process parameters for glycol unit to mMitigate the emission of BTEX/VOCs,” Process Safety and Environmental Protection, Vol. 79, Issue 4, July 2001.##

[12]. Darwish N. A., Al-Mehaideb R. A., Braek A. M., and Hughes R., “Computer simulation of BTEX emission in natural gas dehydration using PR and RKS equations of state with different predictive mixing rules,” Environmental Modelling & Software, Vol. 19, Issue 10, 2004.##

[13]. Moshfeghian M. and Hubbard R. A., “Quick estimation of absorption of aromatics compounds (BTEX) in TEG dehydration process,” Proceedings of the 3rd Gas Processing Symposium, pp. 288-294, 2012.##

[14]. Rahimpour M. R., Saidi M., and Seifi M., “Improvement of natural gas dehydration performance by optimization of operating conditions: A case study in Sarkhun gas processing plant,” Journal of Natural Gas Science and Engineering, Vol. 15, 2013.##

[15]. Rueter C. O., Reif D. L., and Myers D. B., “Glycol dehydrator BTEX and VOC emission testing results at two units in texas and louisiana,” USEPA document .No: EPA/ 600/SR-95/046, 1995.##

[16]. NIOSH Manual of Analytical Methods (NMAM), 4th ed., Hydrocarbons, Aromatic: Method 1501, Issue 3, 2003.##