عنوان
طراحي و انتخاب چيدمان بهينه‌ي برج تقطير اتمسفري در فرآيند تقطير ميعانات گازي
نويسنده اصلي
مهدي فلسفي تنكابني
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
تقطير نفت خام فرآيندي با مصرف انرژي بالاست و ضايعات و آلاينده‌هاي زيادي نيز توليد مي‌كند. بعد از بحران انرژي در دهه‌ي هفتاد ميلادي و براي به حداقل رساندن گرمايش جهاني، كه عمدتاً ناشي از مصرف سوخت‌هاي فسيلي مي‌باشد، توجه ويژه‌اي به موضوع صرفه‌جويي در مصرف انرژي شده است و روش‌هاي بسياري در زمينه‌ي انتگراسيون حرارتي به كار گرفته شده است. بررسي چيدمان‌هاي مختلف برج‌هاي تقطير براي اين فرآيند و يافتن چيدمان بهينه، يكي از فعاليت‌هايي است كه در اين زمينه مي‌توان انجام داد. در مطالعات قبلي، طراحي فرآيندها در محيط‌هاي نرم‌افزاري مختلف صورت مي‌گرفت كه رفت و برگشت بين نرم‌افزارها و ترجمه‌ي اطلاعات، هدر رفتن زمان را در پي داشت. در پژوهش حاضر براي رفع اين مشكل كد شبيه‌سازي سامانه‌هاي تقطيري، بر اساس الگوريتم حلقه‌ي دروني-بيروني توسعه يافت. لذا تمامي مراحل طراحي يك فرآيند جداسازي در محيط نرم‌افزار متلب صورت مي‌پذيرد. ابتدا تمامي حالات ممكن در يك فضاي جست‌وجو توسط الگوريتم ماتريس جداسازي توليد مي‌شود. سپس به منظور ايجاد قابليت محاسباتي براي چيدمان‌هاي توليدي جهت به كارگيري در كد شبيه‌ساز و اتصال برج‌ها به يكديگر، ماتريس جداسازي ترجمه مي‌شود. براي كاهش حجم محاسبات و افزايش سرعت حل و هم چنين بهره‌‌مندي از حدس اوليه مناسب براي شبيه‌سازي دقيق، در گام بعدي از شبيه‌سازي ميانبر استفاده مي‌شود. محدوده‌ي بهينه‌سازي با توجه به نتايج حاصله از شبيه‌سازي ميانبر تعيين و در اين مرحله از عملياتي بودن اين محدوده و دقت كافي كدها اطمينان حاصل مي‌گردد. سپس در شبيه‌سازي دقيق متغيرهاي فرآيندي به كمك الگوريتم ژنتيك، با تابع هدفِ هزينه‌‌ي سالانه‌ي كلي، مورد بهينه‌سازي قرار مي‌گيرند تا بتوان آن‌ها را در بهترين شرايط عملياتي خود با يكديگر مقايسه نمود. در مرحله‌ي آخر چيدمان‌هاي بهينه شده از نظر هزينه و اتلاف اكسرژي، نسبت به هم مقايسه و طبقه‌بندي مي‌گردند. با توجه به مصرف روزافزون حلال‌هاي نفتي و وجود مقدار قابل توجه اين تركيبات در خوراك ورودي واحد تقطير ميعانات گازي، در پژوهش حاضر با به كارگيري الگوريتم توسعه داده شده، 17 چيدمان با هدف توليد حلال‌هاي پنتان و هگزان به عنوان محصولاتي جديد علاوه بر محصولات معمول و افزايش بهره‌وري و كاهش مصرف انرژي اين واحد مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده حاكي از آن است كه چيدمان مستقيم ضمن سادگي در پياده‌سازي و كنترل، با اختلاف حدود پنجاه درصدي نسبت به چيدمان بهينه دوم، داراي بهترين عملكرد در تمامي بخش‌هاي مقايسه‌اي است. هم‌چنين دو پيشنهاد براي استحصال هگزان با روش‌هاي هيدروژناسيون و تقطير استخراجي ارائه شده است.
شماره ركورد
194770
دانشگاه
دانشگاه علم و صنعت ايران
رشته تحصيلي
طراحي فرآيند
استاد راهنما
دكتر نوراله كثيري