دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

(M.SC) پایان نامه جهت اخذ کارشناسی ارشد

مهندسی شیمی – طراحی فرایند
عنوان:

اصلاح شبکه مبدل های حرارتی واحد تقطیر پالایشگاه تهران

چکیده:

کارکرد شبکه مبدلهای حرارتی تأثیر بسزایی در مصرف انرژی دارد تکنولوژی pinch روش طراحی مؤثری را برای پروژه های جدید و اصلاحی ارائه می نماید از جمله فرآیندهای مهم واحد تقطیر می باشد که اولین فرایند در پالایشگاه ها محسوب می شود بنابراین بایستی به دنبال بهبود و افزایش کارایی آن باشیم.

اطلاعات پس از استخراج از جریانهای موجود مورد بررسی قرار گرفته مجموعاً شامل 37 جریان هستیم که 25 جریان گرم و 12جر یان سرد می باشد و اطلاعات اقتصادی جزو ملزومات کار است از روش راندمان سطح برای بدست آوردن مراحل هدف گذاری و طراحی استفاده می شود برای مرحله اشکال زدایی از نرم افزار معروف Aspen pinch استفاده نموده ایم طراحی موجود با استفاده از اثر متقابل هزینه های اصلی و انرژی بهبود می یابد. مقدار مصرف تأسیسات گرم برابر 128561kw می باشد و راندمان سطح حرارتی برای طراحی موجود برابر 0/7 است از روش راندمان سطح مقدار ΔTmin بهینه برابر 14 درجه سانتیگراد به دست می آید.

برای اصلاح شبکه از این اختلاف دمایی استفاده می نمائیم و ابتدا مبدل هایی که باعث هدر رفتن انرژی و عبور انرژی از pinch می شوند را مشخص نموده و در نهایت کار را با تغییراتی در فرایند آغاز می نمائیم که این تغییرات شامل اضافه کردن مبدل های جدید، جابه جایی مبدلها و تعویض جریانها می باشد.

مقدمه:

بعد از بحران انرژی در دهه 80 به طراحی بهینه فرآیند توجه بیشتری شده است یکی از زمینه هایی که در آن موفقیت چشم گیری حاصل شده است انتگراسیون فرآیند بوده است. از طرفی تکنولوژی Pinch نشان داده است که یکپارچه سازی خوب فرایند، به واسطه سادگی طراحی تأسیسات و استفاده درست از انرژی و سرمایه، مفید و نافع می باشد. روش Pinch مکمل روشهای قبلی است و تحت عنوان Retrofit by pinch method نام گرفته در این روش اصلاح شبکه براساس مفاهیم فیزیکی و تحلیل های ترمودینامیک استوار است و به طراح اجازه می دهد که بتواند تغییرات اعمال شده در شبکه را کنترل و آن را به سمت طرح های عملی هدایت نماید استفاده از این روش در پروژه های صنعتی زمانیکه انرژی در درجه اول اهمیت قرارداشته باشد به صرفه جویی قابل توجهی منجر می شود. یک کار دیگر که در این زمینه انجام شده است، اهداف هزینه سرمایه گذاری را با اهداف انرژی ترکیب می کند و این کار حتی به صرفه جویی بیشتری منجر می شود.

فصل اول

1-1- مقدمه ای بر اصلاح شبکه مبدل های حرارتی (Retrofit)

بعد از بحران انرژی در دهه 80 به طراحی بهینه فرآیند توجه بیشتری شده است یکی از زمینه هایی که در آن موفقیت چشم گیری حاصل شده است انتگراسیون فرآ یند بوده است. از طرفی تکنولوژی Pinch نشان داده است که یکپارچه سازی خوب فرایند، بواسطه سادگی طراحی تأسیسات و استفاده درست از انرژی و سرمایه، مفید و نافع می باشد.

طرح های غیربهینه شبکه مبدل های حرارتی اغلب پروژه هایی هستند که سالها قبل طراحی شده اند ولی ب ه علت عدم رعایت اصول طراحی Pinch مشکلات فراوانی در آنها وجود دارد. اینگونه طرحها غالباًٌ از سطح حرارتی بیشتری نسبت به مقدار لازم استفاده می کنند و یا مصرف انرژی بیش از حد دارند. چنین پروژه هایی نه تنها از نظر اقتصادی مناسب نیستند بلکه ممکن است بعد از مدتی مشکلاتی از نظر عملیاتی نیز در فرایند ایجاد نمایند به هر حال اگر هدف رفع مشکل عملیاتی باشد و یا کاهش مصرف انرژی و طبعاً کاهش هزینه های عملیاتی لازم است که اصلاحاتی در پروژه صورت گیرد. بنابراین در برخورد با چنین پروژه هایی ابتدا بایستی شبکه موجود بررسی شده و تخلف های صورت گرفته در آن مشخص شود و سپس با درنظرگرفتن اهداف انرژی و سرمایه گذاری و مهمتر از همه محدودیت های ساختمان شبکه موجود آنرا به سمت یک شبکه بهینه هدایت نمائیم.

با بدست آوردن روشی مناسب برای بهینه سازی شبکه مبدلهای حرارتی خواهیم توانست پاسخگوی خواسته های گوناگونی باشیم که در این زمینه مطرح می گردد از جمله این خواسته ها می توان به موارد زیر اشاره نمود.

1- چه مقدار انرژی می توان با صرف حداقل هزینه برای تجهیزات ذخیره نمود؟

2- آیا می توان میزان محصول را بدون استفاده از انرژی مازاد افزایش داد؟

3- بهترین مکانها ی موجود برای تغییر در شبکه مبدلها ی حرارتی کدامند؟

4- آیا نیازمند استفاده از مبدل جدیدی در شبکه هستیم یا اینکه جریان های گذرنده از مبدل موجود در شبکه را تغییر دهیم و یا اینکه هردو؟

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.