بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ابتدا فرآیند مالئیک انیدرید بوسیله نرم افزار Aspen Plus با هدف تحلیل انرژی شبیه سازی و اطلاعات حرارتی هر جریان بدست آمد.سپس براساس فناوری پینچ، شبکه مبدل گرمائی آن اصلاح و فرآیند با تغییرات جدید مجددا شبیه سازی شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که فناوری پینچ تاثیر بسزایی در کاهش مصرف انرژی و کاهش آلاینده های زیست محیطی از کوره های فرآیندی دارد، آن چنان که در مورد فرآیند مالئیک انیدرید منجر به حذف کوره از واحد، جلوگیری از انتشار حجم عظیمی از گازهای گلخانه ای، بازیابی روزانه 2 میلیون فوت مکعب سوخت گازی و صرفه جوئی در مصرف بخار به میزان 14/6 تن در روز گردید.
-1 مقدمه
بکارگیری روش های خاص به منظور تعیین راه حل موثر و اقتصادی یک مسئله در یک فرایند را بهینه سازی می گویند.بهینه سازی از عمده ترین ابزار تصمیم گیری در صنایع می باشد،بهینه سازی با انتخاب بهترین جواب یا راه حل از میان جواب های محتمل با بکارگیری روش های موثر کمی سر و کار دارد.البته رایانه و نرم افزارهای مرتبط با موضوع ، محاسبات لازم را امکان پذیر و با حداقل هزینه انجام می دهند.
حفظ انرژی در طراحی یک واحد شیمیایی همواره یکی از مهمترین موارد مورد توجه می باشد به علاوه تعین کمترین مقدار انرژی گرمایی و سرمایی مورد نیاز یک فرآیند از اصلی ترین محاسبات برای تعین مقدار ذخیره انرژی است بنابراین انتگراسیون حرارتی - یکپارچه کردن انرژی - یکی از عوامل مهم در طراحی های اقتصادی می باشد . نام تکنولوژی پینچ برای پژوهشگران و دانشمندان فعال در عرصه بهینه سازی مصرف انرژی شناخته شده و آشناست.این تکنولوژی برای تحلیل و بررسی شبکه مبدل های حرارتی به منظور کاهش مصرف انرژی استفاده می شود.[1]
در اواخر دهه هفتاد میلادی Linnhoff و Vredeveld روش ترمودینامیکی را برای کاهش مصرف انرژی در شبکه تبادلگرهای حرارتی مورد بررسی قرار دادند و مفاهیمی همانند منحنی ترکیبی را به عنوان ابزاری مهم در بازیافت انرژی حرارتی معرفی نمودند.[2] با گذشت زمان فناوری پینچ توسعه چشمگیری پیدا نمود، به طوری که علاوه بر شبکه تبادلگرهای حرارتی برای بهینه سازی مصرف انرژی در برجهای تقطیر، کورهها، تبخیر کنندهها، توربینها، راکتورها نیز به کار برده میشود.
البته این فناوری با مشکلاتی رو به رو گردید که میتوان به محدودیت افت فشار در اصلاح سیستمهای موجود، پیچیدگی واحد، هزینه لوله کشی، مشکلات ایمنی و غیره اشاره نمود. در ابتدای دهه 90 میلادی با ارائه راهکاری مناسب مشکل محدودیت افت فشار برطرف گردید و در اواسط دهه نود با کاربرد تئوری تجزیه سازی منطقهای مسائلی که این فناوری را غیر قابل اجرا و غیر اقتصادی نشان میدادند برطرف گردید.[3-5] ابزارهای تحلیل پینج منحنی ترکیبی و منحنی ترکیبی جامع میباشد - شکل. - 1
-2فرآیند تولید مالئیک انیدرید
خوراک این واحد بنزن و هوا می باشند که ابتدا بنزن پس از عبور از پمپ با فشار 280 کیلو پاسکال وارد مبدل حرارتی شده و در تبادل حرارت با جریان بخار فشار پایین به بخار تبدیل و به میکسر ارسال می شود . هوا نیز پس از عبور از کمپرسور و رسیدن به فشار 250 کیلو پاسکال در جمع کننده با بنزن مخلوط شده - خوراک اصلی راکتور - و به کوره پیش گرمکن ارسال می شود - شکل. - 2 در کوره که به منظور افزایش دمای مخلوط بنزن و هوا استفاده می شود - فاز واکنش بخار می باشد - دمای خوراک از 145 درجه تا 460 درجه سانتیگراد افزایش می یابد .
سوخت کوره از گاز طبیعی تامین شده که گازهای حاصل از احتراق - گاز های گلخانه ای - به شدت برای محیط زیست زیان بار می باشند . در ادامه خروجی از کوره با دمای 460 درجه سانتیگراد به منظور انجام واکنش به راکتور با بستر پر شده ارسال می شود . به منظور بالا رفتن دقت نتایج شبیه سازی هر سه واکنش جانبی - شکل - 3 نیز تعریف شدند . خروجی از راکتور با دمای 608 درجه سانتیگراد به بخش تفکیک و خالص سازی مالئیک انیدرید ارسال می شود.[6]
