بكارگيري تحليل اكسرژواكونوميك در انتخاب چيدمان بهينه‌ي برجهاي تقطير پيچيده: مطالعه موردي فرايند NGL

كارشناسي ارشد

فرآيند تفكيك مايعات گاز طبيعي (ان جي ال) يكي از فرآيندهاي تأثيرگذار در زنجيره تأمين محصولات پتروشيمي و البته پرهزينه ازنظر مصرف انرژي است. هدف اصلي اين فرآيند، جداسازي و توليد هيدروكربن‌هاي سبك با خلوص موردنظر است و اين كار را به كمك مجموعه‌اي از برج‌هاي تقطيركه تحت عنوان چيدمان شناخته مي¬شوند، انجام مي‌دهد. از طرفي برج‌هاي تقطير يكي از پرخرج‌ترين واحد¬ها از نظر ميزان مصرف انرژي هستند كه راندمان ترموديناميكي پاييني دارند. در اين پژوهش با هدف كاهش انرژي مصرفي، بالا بردن راندمان و كاهش قيمت تمام شده¬ي محصولات در برج تقطير، از تحليل اكسرژواكونوميك درفرآيند ان جي ال واحد 107پارس جنوبي استفاده شده است. براي به‌كارگيري اين تحليل، تابع هدفي جديدي ارائه شد كه هم هزينه تخريب اكسرژي را محاسبه كرده و هم هزينه¬ي سرمايه¬اي را لحاظ مي¬كند. تابع هدف جديد، قيمت تمام‌شده‌ي محصولات را ارائه مي‌دهد، كه به‌كارگيري آن موجب صرفه‌جويي 28% در هزينه محصولات به ازاي هر كيلوگرم در چيدمان بهينه نسبت به چيدمان واحد خواهد شد. بايستي توجه شود كه تابع هدف جديد جنس اكسرژي دارد و هزينه¬هاي عملياتي وارده را براساس هزينه¬ي اكسرژي قيمت گذاري مي¬كند نه براساس هزينه¬ي انرژي. به همين جهت در واحد مطالعاتي، عملكرد بهتري در انتخاب چيدمان بهينه نسبت به انرژي دارد زيرا در تحليل اكسرژي تغييرات دمايي، فشاري و تركيب درصدي تك تك جريان¬ها لحاظ مي¬شود درصورتيكه در تحليل انرژي اين تغييرات ثابت فرض مي¬شود. در ادامه جهت يافتن بهترين چيدمان از بين سه چيدمان برتر پيشنهادي توسط تابع هدف جديد از تحليل اكسرژي پيشرفته استفاده شده، كه اين تحليل، تخريب اكسرژي را به چهاردسته تقسيم بندي مي¬كند كه شامل تخريب اكسرژي درون¬زا، برون¬زا، اجتناب ¬پذير و اجتناب¬¬ناپذير مي¬باشد. از بين چهاردسته تخريب نام برده شده، تخريب اكسرژي اجتناب پذير به دليل دارا بودن قابليت بهبود وكاهش بايستي مورد توجه و بررسي قرار گيرد، كه پس از به‌كارگيري آن، چيدمان انتخابي توسط تابع هدف بهتر عمل كرده و 95/91 درصد از تخريب اكسرژي آن قابل ‌بهبود است. از طرفي برطرف كردن تخريب اكسرژي¬هاي قابل جبران برون¬زا ساده¬تر مي¬¬باشد و برطرف كردن آن ¬از نظر هزينه به نفع واحد است. نتايج بيانگر آن است كه استفاده از تحليل اكسرژي نسبت به تحليل انرژي به منظور انتخاب چيدمان بهينه مناسب¬تر است، همچنين با بكارگيري تحليل اكسرژي پيشرفته مي¬توان تصميم نهايي را در خصوص چيدمان بهينه با قطعيت بيشتري اخذ نمود.

210996

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

نوراله كثيري - اميرحسين خليلي گركاني