بخشی از مقاله
بهینه سازی عملکرد واحدهای تفکیک مایعات گازی در پتروشیمی بندرامام
چکیده :
دو واحد از سه واحد تفکیک مایعات گازی در پتروشیمی بندرامام دارای طراحی بسیار قدیم و مربوط به سال 1975 بوده و واحد دیگر نیز اولین بار توسط ایرانی ها طراحی و نصب شده است. براین اساس تحقیق در جهت بهبود عملکرد این واحدها امری ضروری می باشد.
در جهت تحقق این امر با بررسی های صورت گرفته موضوع در دو منظر قابل تامل می باشد. اشکال در طراحی کندانسور برج Deethanizer در واحد NF سوم.
-2کاهش قابل توجه مصارف انرژی با جابجایی محل خوراک ورودی به برج ها و با تغییر شرایط عملیاتی در حالت واقعی
با اصلاح طراحی در کندانسور برج Deethanizer واحد NF3 می تواند با ظرفیت 100 درصد مورد بهره برداری قرار گیرد و با جابجایی محل خوراک و تغییرات در شرایط واقعی علاوه بر بهبود عملکرد واحد می تواند کاهش چشمگیری در مصارف حامل های انرژی ایجاد نماید.
کلمات کلیدی:
برج جداکننده پروپان ,(Depropanizer Tower)برج جداکننده اتان , (Deethanizer Tower) جریان برگشتی , (Reflux) بهبود عملکرد و کاهش مصرف انرژی
مقدمه:
برج تقطیر یکی از مهمترین دستگاه در صنعت نفت و پتروشیمی می باشند. با وجود اینکه چند دهه از ساخت و توسعه این صنعت در ایران می گذرد ولی آنطور که شایسته این صنعت باشد هنوز نتوانسته ایم دانش کافی در جهت طراحی و ساخت برج های تقطیر بدست آوریم. شاید یکی از عواملی که باعث شده که ما نتوانیم به دانش کافی در جهت طراحی این تجهیزات از جمله برج ها دست یابیم عدم شناخت کافی از چگونگی استفاده از روابط و مدل های ریاضی در جهت طراحی نرم افزارها باشد که در اینجا تلاش شده چگونگی استفاده از روابط و مدل ریاضی که در محاسبه تعداد سینی ها بکار می رود ارائه گردد.
روش کار:
برج های Depropanizer و Deethanizer با استفاده از نرم افزار Aspen Hysys در دو منظر بشرح ذیل مورد بررسی قرار گرفته است.
-1 بررسی عمکرد برج Deethanizer در واحد NF سوم با توجه به عدم امکان Test Run واحد به بالاتر از %50 -2بررسی امکان کاهش مصارف انرژی با جابجایی محل خوراک ورودی به برج ها و یا با تغییرات شرایط عملیاتی در حالت واقعی
شبیه سازی برج Depropanizer
شبیه سازی برج : Deethanizer
تجزیه و تحلیل شبیه سازی عملکرد و مصارف انرژی
تجزیه و تحلیل عملکرد
با توجه به شبیه سازی انجام گرفته، مشخصات تمامی جریان ها، کندانسورها و ریبویلرها بجزکندانسورمربوط به برج جدا کننده اتان (Deethanizer) واحد NF3 که در فشار داده شده 20,4 kg/cm2 دما از -23به -26.9 تغییر یافته است سایر موارد کاملا منطبق بر مقادیر طراحی می باشند.بنابراین بجز مورد اشاره شده در فوق شرایط طراحی را می توان بعنوان منبع مناسبی، جهت اعمال تغییر در متغیرهای متاءثر در فرآیند برج های تقطیر واحد هایNF در پتروشیمی بندر امام بهره برد.
تجزیه و تحلیل عملکرد برج Deethanizer
با مطالعات انجام شده در اسناد برج Deethanizer مشخص گردید که در فشار 20.4 kg/cm2 دمای خروجی از کندانسور E- 2002 A/D حدود -230c گزارش شده ولی با شبیه سازی انجام شده در فشار 20.4 Kg/cm2 دمای خروجی از این مبدل-26.290C به دست آمده است (مطابق داده های زیر).
این اختلاف دما و با توجه به عدم امکان test run بالاتر از 50 درصد ، ما را بر آن داشت که این موضوع به صورت خیلی جزئی تر مورد بررسی قرار گیرد. در مشاهدات صورت گرفته در سایت مشخص گردید که این مجموعه دارای مشکل اساسی می باشد.
شکل 1-3
شکل 2-3
جهت رفع مشکل مجموعه فوق پیشنهاداتی ارائه گردید که تعدادی در پیوست می باشد.
تجزیه و تحلیل مصارف انرژی
هدف دوم از انجام این پروژه، بهینه سازی مصارف انرژی میباشد. برای این منظور اولا" در برج هایی که طراح چند مسیر را برای ورود خوراک در نظر گرفته، با جابجایی مسیر ورودی خوراک تغییرات مصارف انرژی کندانسور و ریبویلر و ثانیا" مصارف انرژی در حالت واقعی مورد بررسی قرار گرفته است.
تجزیه و تحلیل مصارف انرژی در برج Depropanizer
تجزیه و تحلیل مصارف انرژی در برج Depropanizer در حالت طراحی برج Depropanizer واحد NF1,2 که سه مسیر جهت ورود جریان خوراک به ترتیب در سینی های 23، 25 و 28 طراحی شده است در دو حالت مورد بررسی قرارگرفته که نتایج بررسی مطابق جداول زیر میباشد.
خوراک ورودی به سینی :20
خوراک ورودی به سینی :23
ورودی به سینی :28
چنانچه ملاحظه می گردد، با تغییر محل ورودی از سینی 23 به 20 (فقط بتعداد 2 سینی) تغییرات بسیار شدید بوده است ولی با تغییر محل خوراک از سینی 23 به 28 (به تعداد 5 سینی) تغییرات انرژی به اندازه این تغییر از 20 به 23 نمی باشد، اما قابل ملاحظه می باشد. این امر نشان می دهد که محل ورودی خوراک در سینی های 23، 25 و 28 در محدوده مناسبی می باشد.
با توجه به محاسبات صورت گرفته توسط ASPEN HYSYS ، مطابق جدول فوق ، با تغییرات خوراک از 23 به 28 با توجه به ترکیب خوراک، مقدار صرفه جویی جویی انرژی ، به شرح زیر میباشد.
Q condenser Q reboiler
1.192 * 104 3.480 *104 خوراک ورودی به سینی 23
1.165 * 104 3.455 * 104 خوراک ورودی به سینی 28
میزان صرفه جویی هزینه انرژی برای یک برج دی پروپانایزر، با در نظرگرفتن هزینه تمام شده انرژی به ازای هر کیلووات 1840 ریال (بر اساس قیمت اعلام شده از شرکت پتروشیمی فجر)، معادل 4029600000 ریال است که این میزان برای دو برج دی پروپانایزر مربوط به واحد NF1,2 ، حدود 8059200000 ریال می باشد.
تجزیه و تحلیل برج Depropanizer واحد NF سوم در حالت واقعی
با توجه به داده های ثبت شده در اتاق کنترل واحد NF3 ، مقدار خوراک 250 تن بر ساعت و مقدار Reflux ، 550m3/hr است ( در تاریخ (1393/10/7 .در همان لحظه از خوراک و محصول بالا و پایین برج نمونه برداری که نتایج آزمایشگاه بشرح زیر می باشد.
ترکیب درصد : NGL
محصول بالای برج Depropanizer یا خوراک برج Dethanizer
