دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc ” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی شیمی- طراحی فرآیند
عنوان :
بررسی اکسرژی واحد تقطیر اتمسفریک پالایشگاه تبریز به منظور کاهش مصرف انرژی

چکیده:

در این پایان نامه، بنا به درخواست واحد تحقیق و توسعه شرکت پالایش نفت تبریز برج تقطیر اتمسفریک این پالایشگاه از دیدگاه تحلیل اکسرژی مورد مطالعه قرار گرفت.

پس از شبیه سازی توسط نرم افزار ASPEN PLUS مشخص شد که در طرح افزایش ظرفیت این پالایشگاه، ملاحظات اتلاف اکسرژی و مصرف انرژی از سوی شرکت طراح مورد توجه قرار گرفته است.

دو نوع نفت خام به عنوان خوراک در پالایشگاه تبریز مورد استفاده قرار می گیرد: نفت خام اهواز – بنگستان و نفت خام وارداتی موسوم به NEW-CROS.

در تحلیل اکسرژی راه های عمده کاهش اتلاف اکسرژی عبارتند از: تغییرات در شرایط خوراک ورودی و افزایش یا تغییر در جوش آورها و چگالنده های جانبی که در این مطالعه هر دو طیف فکری در دستور کار قرار گرفت.

در مرحله اول با در نظر گرفتن دو حالت حدی تنها با یکی از خوراکها سیستم مطالعه شد و سپس مخلوط 50% – 50% حجمی از دو نفت خام ورودی مورد بررسی قرار گرفت، با مقایسه نتایج مشخص شد؛ از آنجا که ویژگیهای دو نفت خام موجود که به عنوان خوراک استفاده می شود بسیار نزدیک به هم می باشد می توان به هر نسبتی از اختلاط این دو خوراک استفاده کرد.

در مرحله دوم در راستای کاهش مصرف انرژی از دیدگاه اکسرژی, با تغییراتی در دو جریان منشعب شده از یکی از پمپهای چرخنده برج و کاهش دبی جریان یکی از آنها و افزایش دبی جریان دیگری به همان میزان و در نتیجه تغییرات دمایی دو جریان موفق به کاهش مصرف انرژی تا 12/8% شدیم.

در مرحله سوم با تغییر در شرایط خوراک ورودی, وارد کردن بخار بالای ظرف تبخیر ناگهانی به سینی هم دما، و تغییرات جدید در جریانهای منشعب شده از پمپهای چرخنده به کاهش مصرف انرژی تا 17/99% حالت اولیه رسیدیم، از طرفی می توان دمای خروجی از مجموعه کوره ها را کاهش داد، زیرا با عدم اختلاط بخار بالای ظرف تبخیر ناگهانی با جریان خروجی افت دمایی در مقطع ورودی خوراک به برج نخواهیم داشت و این خود به کاهش بار حرارتی کوره ها تا حدود 4% کمک می کند.

بنابراین تغییر در جریانهای جانبی و تجدید نظر در سیستم ورود خوراک به برج به عنوان راهکارهای کاهش مصرف انرژی در برج تقطیر اتمسفریک پالایشگاه تبریز پیشنهاد می گردد.

مقدمه:

انرژی و مباحث مربوط به آن از مهمترین مسائلی است که صاحبان صنایع و مهندسان به آن توجه نشان می دهند. از دیرباز و پس از بحران انرژی دهه 70 میلادی اهمیت کاهش مصرف انرژی در صنایع بیش از پیش جلوه گر شد، کشورهای غربی و صنعتی در طراحی کارخانه ها و واحدهای صنعتی عمده که دارای مصرف انرژی بالایی هستند مثل پالایشگاهها، مجتمع های پتروشیمی و نیروگاهها و … به
گونه ای عمل کردند که نیازمند حداقل مصرف انرژی باشند، و با تحقیق در زمین ههای مختلف کاهش مصرف انرژی به موفقیت هایی نیز دست یافتند.

از سویی دیگر کشورهای درحال توسعه و بخصوص کشورهای صاحب ذخایر عظیم انرژی نظیر ایران به پشتوانه این منابع خدادادی و قیمت ارزان آن در طراحی واحدهای صنعتی کمترین توجهی به حفظ انرژی نشان نداند. اما امروزه با وضع قوانین سختگیرانه زیست محیطی و رو به پایان بودن و تجدید ناپذیری این منابع از سویی و قیمت بالای انرژی از سوی دیگر مسئولان این کشورها را نیز بر آن داشت تا به مساله صرفه جویی و کاهش مصرف انرژی توجه بیشتری نشان دهند.

در تعریف انرژی که براساس قانون اول ترمودنیامیک استوار است، فرض می شود تمام حالات انرژی برابرند و اتلاف کیفیت انرژی محاسبه نمیشود به عنوان مثال، تغییرات کیفیت انرژی حرارتی که از دمای بالا به پایین منتقل می شود توسط تحلیل انرژی قابل بیان نیست، فقط بیانگر توالی جریان انرژی است. ولی تحلیل اکسرژی بر پایه قوانین اول و دوم ترمودینامیک استوار است و از لحاظ ترمودینامیک نواقص فرآیند را نشان می دهد از جمله اتلاف مواد و انرژی را.

معمولاً در موازنه انرژی قانون اول را در یک محیط بسته استفاده م یکنیم بنابراین هیچگاه احتمال اتلاف انرژی بررسی نمی شود مگر انرژی منتقل شده به محیط که غیرقابل استفاده م یشود. برای دقت در بیان بازگشت ناپذیری باید از تحلیل اکسرژی استفاده کرد.

بخش گسترده ای از مصرف انرژی در صنایع مانند صنایع پالایشگاهی و پتروشیمیایی میباشد و رابطه مفهوم اکسرژی را م یتوان برای بررسی سه نوع از Eها استفاده کرد که شامل انرژی، اقتصاد و محیط زیست است.

بسیاری از کاربردهای مفهوم اکسرژی که براساس تکنیکهای اکسرژی پایه ریزی شده می تواند برای کاهش مصرف انرژی در صنایع به کار روند که باعث کاهش اتلاف انرژی و انعطاف پذیری فرآیندها از لحاظ اقتصادی و زیست محیطی می شوند.

تحلیل اکسرژی م یتواند اطلاعات بسیاری در راستای عملکرد واحدهای صنعتی و اصلاح و بهینه سازی آنها فراهم کند.

پایان نامه حاضر به بررسی تحلیل اکسرژی و کاربرد آن در واحدهای پالایشگاهی برای کاهش مصرف انرژی و بخصوص برج تقطیر اتمسفریک پالایشگاه تبریز می پردازد. در فصلهای مختلف این پایان نامه به معرفی تحلیل اکسرژی و بیان روابط و نمودارهای آن، کاربردهای تحلیل فوق در صنایع و بررسی اقتصادی این تحلیل و دستاوردهای آن در صنایع و در نهایت شبیه سازی برج تقطیر پالایشگاه تبریز پرداخته شده است.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید.