پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی

word
97
1 MB
32293
مشخص نشده
کارشناسی ارشد
قیمت: ۱۲,۶۱۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی

    پایان نامه کارشناسی ارشد

     

    چکیده

    در این پروژه واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان با استفاده از نرم افزار Hysys refinery مشابه سازی شده است. در مشابه سازی و دریافت اطلاعات از خصوصیات خوراک و حل معادلات موازنه جرم و انرژی استفاده شده است. داده های مشابه سازی و داده های عملیاتی واحد کت کراکر آبادان با هم مقایسه شده اند.

    همچنین با تغییر بعضی متغیرهای مهم عملیاتی واحد ، تاثیر آنها روی وزن مولکولی و عدد اکتان بررسی شده است و شرایط بهینه برای عملیات واحد معرفی شده است.

    در پایان با استفاده از انرژی گرمایی گازهای خروجی واحد ( برج احیاء )اقدام به تولید مقدار قابل توجهی بخار آب با فشار متوسط شده است که مجددا" در واحد مورد استفاده قرار می گیرد و ارزش اقتصادی ان محاسبه گردیده است.

    کلمات کلیدی :

    1-  شکست کاتالستی    2- برج احیاء    3- رایزر    4- عدد اکتان    5- بستر سیال    6- فعالیت کاتالیست

     

    ابداع ایده انرژی در اواخر قرن نوزدهم سرمنشاء تحولی شگرف در دنیای علم و فن شد؛ به طوری که تاثیر آن بر محیط تاکنون روز به روز آشکار شده است. مهمترین منبع تولید انرژی برای انسان همواره خورشید بوده که تاثیر اعجاب انگیز آن بر زندگی موجودات زنده از دیرباز مشهود گردیده است. اما دستیابی بشر به سوختهای فسیلی، توانایی و قدرت وی را در یک قرن اخیر به شدت افزایش داده و شرایط زندگی وی را عمیقا" متحول نموده است. ترکیب سوختهای فسیلی با هوای اطراف کره مسکون، قوایی در اختیار بشر قرار داده است که به سرعت تبدیل به هیولای تکنولوژی شده است. سرعتها افزایش یافته، کارها آسان شده و دستیابی به نایافتنی های بسیاری میسر گشته است. این نعمت عظیم، در عین حال گرفتاری بزرگی نیز به همراه داشته است. به علت نقش اساسی هوای اطراف کره  در زندگی موجودات جاندار و از جمله انسان، تغییر در ترکیب شیمیایی هوا به علت مصرف بی رویه اکسیژن، افزایش محصولات گازی سوختهای فسیلی و ورود گازهای گلخانه ای همچون کلر به اتمسفر، زندگی موجودات زنده را شدیدا" تحت تاثیر قرار داده و سلامت و سعادت بشر را به مخاطره افکنده است.

    زندگی فعلی بشر هم از نظر نیاز شدید وی به انرژی ذخیره شده ارزان و قابل تبدیل به کار و هم برای انجام فعل و انفعالات شیمیایی و تولید فلزات، به شدت به منابع سوخت و انرژی وابسته است.یکی از کاربردهای موثرکامپیوتردر صنایع نفت ، گاز و پتروشیمی،شبیه سازی واحدهای تولیدی به وسیله نرم افزارهای خاص است . این زمینه با توجه به جو رقابتی بازارهای جهانی ونبز حرکتهایی که در زمینه افزایش بهره وری تولید ، استفاده هر چه بهتر از منابع و کاهش هزینه ها مشاهده می شود ،طی سالهای اخیر رشد چشمگیری یافته ، اما هنوز بسیاری از مزایای این کار شناخته نشده است.در این قسمت ، برخی زمینه های کاربرد نرم افزارهای شبیه سازی با هدف بازخوانی مهمترین مزایای این نرم افزارها بطور خلاصه توضیح داده شده است.

     

    1-1- مدلسازی و شبیه سازی

    منظور از مدلسازی فرایند، توصیف ماهیت سیستم تولید (یعنی موازنه های جرم و انرژی)در قالب معادلات ریاضی است. خصوصیات اصلی مدلهای خوب ، دقیق بودن، کمی بودن و مختصر بودن است .البته مدلهای کم دقت،کیفی،یا مفصل نیز کاربردهای ویژه ای دارند که از بحث عمومی این نوشتار خارج است .این معادلات عموما غیر خطی و به شکل معادلات جبری ، دیفرانسیل یا مخلوطی از این دو هستند که از کنار هم قراردادن آنها ،مدلی از فرآیند ساخته میشود .

    شبیه سازی ،یعنی بدست آوردن اطلاعات خروجی(به طور مثال مشخصات محصول) از طریق حل مدل های فوق بر اساس اطلاعات ورودی (به طور مثال مشخصات خوراک)، در این میان،اطلاعات مربوط به مشخصات دستگاههاجزیی از مدل به شمار می روند و قسمتی از آنها توسط کاربر به نرم افزار داده می شود .

     

    1-2- کاربردهای شبیه سازی

    1-3- به رغم تعریف ساده فوق ،کاربردهای شبیه سازی بسیار متنوع و گوناگون است. در اینجا ، این کاربردها در سه قسمت مرور می شوند:

     

    1-3-1- کاربردهای شبیه سازی در پژوهش و توسعه فرآیندها

    به طور سنتی،پژوهش درباره روشها یا سیستمهای جدید تولید به کمک واحدهای پیشتاز انجام می شده است .اما نظر به هزینه زیاد ساخت و نگهداری این واحدها ،از جندین سال پیش،فکر استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی برای کاستن از این هزینه ها مطرح شده است .بابه کارگیری این نرم افزارها می توان گزینه های مختلف خط تولید را بررسی کرد ، افزایش ظرفیت واحد را مورد مطالعه قرارداد و در نهایت ، واحد پیشتاز را بهینه طراحی کرد و ساخت .از طرف دیگر، بخشهایی از فرآیند را که با شبیه سازی آنها اطلاعات کافی برای طراحی واحد بدست می آید ، می توان از واحد پیشتازحذف کرد .همجنین از اشتباهات پر خرج در طراحی و ساخت واحدهای پیشتازپیشگیری کرد.

     

    1-3-2- کاربردهای شبیه سازی درطراحی فرآیند

    امروزه به نحو گسترده ای از نرم افزارهای شبیه سازی در طراحی فرآیند استفاده می شود. کاربردهای این نرم افزارها در این حوزه از حیث گستردگی کار از محاسبه ساده خصوصیات ترموفیزیکی جریانها یا حتی مواد خالص شروع شده و به طراحی کارخانجات کامل با در نظر گرفتن تاسیسات جانبی ،خطوط لوله تامین خوراک ،یا انتقال محصول و بررسی سیستمهای کنترل می رسد . از انجا که این روش از محاسبات دستی ساده تر ، سریعتر و دقیقتر است ،با تکرار آن در شرایط مختلف به سهولت و با صرف زمان بسیار کمتری می توان مجموعه کاملی از عملکرد فرآیند در حالتهای مختلف را پیش بینی کرده و ار این طریق، ضمن کاهش هزینه های اضافی سرمایه گذاری ثابت (دستگاههای اضافی)و کاستن از هزینه های عملیاتی (مصرف آب، انرژی و...)،قابلیت انعطاف بیشتری رادر طرح فرآیند به وجود آورده ونقطه بهینه از لحاظ هزینه ها،روانی عملیات ، ایمنی ،محیط زیست و غیره را بدست آورد.

    افزون بر این ،از انجا که طراحی فرآیند از طراحی دستگاهها و تجهیزات مکانیکی ،پایپینگ،ابزار دقیق ،سیستمهای برقی و سازه و ساختمان جدا نیست فاز اطلاعات حاصل از شبیه سازی در حالتهای مختلف میتوان برای کمک به طراحی این سیستمها نیز بهره گرفت .نرم افزارهای جدید شبیه سازی از قابلیت اتصال به نرم افزارهای طراحی این سیستمها و انتقال اطلاعات به آنها بهره مندند.

     

    1-3-3- کاربردهای شبیه سازی در بهره برداری مطلوب از تاسیسات موجود:

    درکارخانجات موجودبا کمک نرم افزارهای شبیه سازی می توان فرآیند تولید رامورد بررسی و ارزیابی موشکافانه قرارداده و از این طریق،بطور کلی عملیات را بهبود بخشید.در صورتی که از نرم افزارهای پیشرفته تر استفاده شود امکان بهینه سازی در جا بر اساس شرایط تولید (مانند دمای خوراک و شرایط اقلیمی ) نیز وجود دارد .

    کاستن از مواد و انرژی مصرفی نیز از جمله مطالعاتی است که می توان به کمک این نرم افزارها انجام داد . اما یکی از کاربردهای بسیار مهم استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی کشف حد اکثر ظرفیتهای تولیدی موجود و قابل استفاده در خط تولید است که گاه بهره گیری از آنها هزینه ای بسیار کم ودرآمدی قابل توجه دارد.در همین زمینه می توان تنگناهای فرآیند را نیز شناسایی کرد و به رفع آنها همت گماشت .

     

  • فهرست و منابع پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی

    فهرست:

    فصل اول      مقدمه   ...................................................................................................................................      1

    مقدمه ...................................................................................................................................................................................................    2

    1-1- مدلسازی و شبیه سازی   ....................................................................................................................................................    2

    1-2- کاربردهای شبیه سازی........................................................................................................................................................     3

    1-2-1- کاربردهای شبیه سازی در پژوهش و توسعه فرایندها   ......................................................................................       3

    1-2-2- کاربردهای شبیه سازی در طراحی فرایند   ...........................................................................................................      3

    1-2-3- کاربردهای شبیه سازی در بهره برداری مطلوب ازتاسیسات موجود .................................................................      4  

    فصل دوم       تئوری       ..............................................................................................................................      6

    2-1- شرح کلی   .............................................................................................................................................................................    7

    2-2- چگالی و اندازه ذرات ............................................................................................................................................................    8        2-3- فعالیت (Activity)...............................................................................................................................................................   9

    2-4- مقدار کربن بر روی کاتالیست (Carbon content)   ............................................................................................  .   9

    2-5- تبدیل (Conversion)   ...............................................................................................................................................    10

    2-6- مشابه سازی واحد کت گراکر   .......................................................................................................................................    10

    2-7- واکنشهای شیمیایی کراکینگ..........................................................................................................................................    11

    2-8- مدل سینیتیکی کراکینگ ................................................................................................................................................    12

    .2-9- شرح کلی واحد FCCU آبادان ....................................................................................................................................    15

    2-9-1-  سیستم پیش گرم کننده خوراک (Feed preheater system)  ...............................................................    16

    2-9-2- راکتور (Reactor)   ....................................................................................................................................................   17

    عنوان                                                                                                                                  صفحه

    2-9-3- تزریق خوراک به راکتور(Feed injection to reactor)   ............................................................................    17

    2-9-4- منطقه واکنشReaction zone ) )   ...................................................................................................................    18

    2-9-5- بازیابی کننده کاتالیست در راکتور(Reactor catalyst recovery)  ..........................................................   19

    2-9-6- عریان کننده کاتالیست مصرف شده (Spent catalyst stripper) ...............................................................   20

    2-9-7- لوله ایستاده کاتالیست مصرف شده و شیرهای لغزنده

                    (Spent catalyst stand pipe & slide valves) ..............................................................................    21   

    2-9-8- احیاء کننده کاتالیست (Regenerator section) ...........................................................................................    22

    2-9-9- دمنده هوا (Air blower)   ......................................................................................................................................   22

    2-9-10- احیاء کننده   ...............................................................................................................................................................   23

    2-9-11- کاترل ((cottrell percipitator   ......................................................................................................................   25

    2-9-12- بخش تفکیک محصولات راکتور(Fractionation section) .......................... ........................................   25

      2-9-13- سیستم ته مانده برج (Slurry system)  .....................................................................................................    26

      2-9-14- ته نشین کننده دور(Dor settler) ....................................................................................................................   26                                                                                                                                                         

      2-9-15- سیستم گازوییل سنگین (Heavy cycle oil system)  .......................................................................    27

      2-9-16- سیستم گازوییل سبک (Light cycle oil system)  .............................................................................    27

      2-9-17- سیستم برگشتی گردشی بالای برج (Top circulating reflux system) ......................................    28 

     

    فصل سوم                  پیشینه   .................................................................................................................      29

    فصل چهارم               اشکال و جداول...................................................................................................         31

    فصل پنجم                نتایج و بحث   ...........................................................................................................    74

     

     عنوان                                                                                                                                 صفحه

       5-1- بحث و نتیجه گیری  .....................................................................................................................................................    75

       5-2- خوراک   ..........................................................................................................................................................................    75

       5-3- رایزر (Riser)   ..............................................................................................................................................................   76 

       5-4- راکتور   ............................................................................................................................................................................    78

       5-5- کاتالیست   ......................................................................................................................................................................    79

    5-6- داده های تجربی   ............................................................................................................................................................    80

    فصل ششم               نتیجه گیری ..............................................................................................................    84

    منابع    .....................................................................................................................................................       86

     

     

    منبع:

     

    1-Hayward C.M. and Winkler W.S. “FCC :matrix/zeolite” hydrocarbon processing February 1990 pp.55-56.

    2-Upson L.L “What FCC Catalyst tests Show,” Hydrocarbon Processing, November 1981, pp.253-258.

    3-Pine, L.A., Maher, P.J, and Wachter, W.A.,” Prediction of cracking catalyst behavior by a zeolite unit cell size model ,”Journal of catalysis , no 85,1984,pp.466-476.

    4-Magnusson ,j, and Pudas , r., Activity and Product distribution characteristics of the                                         currently used FCC catalyst systems , “presented at Cabalistic 6th Annual FCC symposium, Munich , Germany , May 22-23,1985.

    5-John G.S. and Mikovsky , R.J.,” Calculation of the average activity of cracking catalysts ,”Chemical Engineering Science , Vol. 15,1961,pp.172-175.

    6-Gaughan, J.R.,” Effect of catalyst retention on inventory replacement ,”oil & gas journal , December26,1983,pp,141-145.

    7-Tamborski, G.A, Magnabosco, L.M, Powell ,w., and Yoo, J.S.,” Catalyst technology                     improvements make so emissions control affordable ”Presented at catalytic

                        6th annual fcc symposium , munich ,germany, may 22-23,1985.  

    8-Thiel, P. G., “Additive R,”Grce Davision Catalagram, No. 71, 19859- Engelhard                                                        Corporation, “Reduced Unit Cell Size Catalysts Offer                                                        Improved Octane For FCC Gasoline,” TI-762, 1984.         

    10- Engelhard Corporation, “Increasing Motor Octane by Catalytic Means, Part2,”The Catalyst Report, EC6100P, May 1987.

    11- Pine, L.A.,Maher, P.J, and Wachter, W.A.,” Prediction of cracking catalyst behavior by a zeolite unit cell size model ,”Journal of catalysis , no 85,1984,pp.480-490

    12- John G.S. and Mikovsky , R.J.,” Calculation of the average activity of cracking catalysts ,”Chemical Engineering Science , Vol. 15,1961,pp.100-107.      

    13- Tamborski, G.A, Magnabosco, L.M, Powell ,w., and Yoo, J.S.,” Catalyst                                  technology  improvements make so emissions control affordable ”Presented at catalytic 6th annual fcc   symposium , munich ,germany, may 22-23,1985.                       

    14- Gaughan, J.R.,” Effect of catalyst retention on inventory replacement ,”oil & gas journal , December26,1983,pp,171-175.

    15- Upson L.L “What FCC Catalyst tests Show,” Hydrocarbon Processing, November 1981, pp.307-315.

    16- Thiel, P. G., “Additive R,”Grce Davision Catalagram, No. 71, 1985                                    



تحقیق در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, مقاله در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, پروپوزال در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, تز دکترا در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, پروژه درباره پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, گزارش سمینار در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی, رساله دکترا در مورد پایان نامه بررسی امکان کاهش مصرف انرژی در واحد کت کراکر (FCCU) پالایشگاه آبادان از طریق بهینه سازی متغیرهای فرایندی

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس