طراحي و انتخاب چيدمان بهينه برج‌هاي تقطير در فرآيند الفين

كارشناسي ‌ارشد

چكيده فرآيندهاي جداسازي گاز با دماي پايين، به علت هزينه بالاي تأمين سرمايش، هزينه كلي ساليانه بالايي دارند. بخش سرد واحد الفين كه شامل مجموعه‌اي از برج‌هاي تقطير است، در اين دسته از فرآيندها قرار مي‌گيرد و به دليل اينكه محصولات اين بخش خوراك بسياري از واحدهاي پايين‌دستي پتروشيمي را تأمين مي‌كند، هرگونه ايجاد بهبود در هزينه‌هاي اين واحد منجر به كاهش قابل توجهي در هزينه تأمين ساير محصولات مرتبط خواهد شد. براي ايجاد اين بهبود، در بخش مذكور پتانسيل بالايي وجود دارد. از جمله كارهايي كه به نظر مي‌رسد در اين جهت مفيد باشد، بررسي چيدمان برج‌هاي تقطير مختلف ممكن است. تركيبات صنعتي معمولا بيش از دو جز دارند و مسائل سنتز چيدمان برج‌هاي تقطير با بيش از دو جز، به دليل وجود احتمالات مختلف براي اين چيدمان‌ها، با پيچيدگي‌هايي روبرو هستند. بنابراين استفاده از امكانات نرم‌افزاري جهت مكانيزه كردن هرچه بيشتر اين عمليات مي‌تواند سودمندي بسياري به همراه داشته باشد. در پايان‌نامه حاضر چيدمان‌هاي ساده و پيچيده برج¬هاي جداسازي بخش سرد واحد الفين مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور از الگوريتم ماتريس جداسازي جهت توليد چيدمان‌هاي مختلف، از روش شبيه‌سازي ميانبر در تعيين فشار عملياتي و همچنين به عنوان حدس اوليه ساير پارامترهاي طراحي براي روش شبيه‌سازي دقيق در نرم‌افزار اسپن پلاس و از الگوريتم ژنتيك جهت بهينه‌سازي چيدمان‌هاي توليد شده استفاده شده است. در نهايت همه چيدمان‌ها در شرايط بهينه خود از نظر هزينه و اتلاف اكسرژي، نسبت به هم مقايسه و طبقه‌بندي شده¬اند. همه اين مراحل به ترتيب و به صورت خودكار در محيط نرم‌افزار متلب انجام شده و از قابليت اتصال اين نرم‌افزار به نرم‌افزار اسپن پلاس جهت انجام مرحله شبيه‌سازي استفاده شده است. پنج مطالعه موردي از خوراك بخش سرد واحدهاي الفين مختلف با استفاده از اين روش مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج چهار مطالعه اول حاكي از عملكرد بهتر چيدمان‌هاي ساده نسبت به چيدمان‌هاي پيچيده است. اما در مطالعه آخر به دليل شرايط خوراك متفاوت، يك چيدمان پيچيده نسبت به اولين چيدمان ساده منجر به 84/7 درصد صرفه‌جويي در هزينه كلي ساليانه شد. واژه‌هاي كليدي: سنتز فرآيندها، چيدمان برج‌هاي تقطير، بخش سرد واحد الفين، الگوريتم ژنتيك

193180

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر نوراله كثيري - دكتر اميرحسين خليلي گركاني