بخشی از مقاله
خلاصه
مصرف روز افزون انرژی در جهان باعث گرم شدن کره زمین و تغییر در آب و هوای جهان گردیده و تغییرات آب و هوایی را در فصلها سال ایجاد نموده است؛ بنابراین باید برای کاهش گرما سطح زمین اقداماتی را بر روی مصرف انرژی انجام داد. بهینه سازی مصرف انرژی یکی از مهمترین کارهایی میباشد که می توان انجام داد. بهینه سازی باعث کاهش هزینه و بالابردن توان عملیاتی و کارایی میشود.
بهینه سازی بر روی سه پارامتر: بهینه سازی تجهیزات، روشهای عملیاتی، بهینه سازی کنترل میتواند موثر واقع شود. یکی از روشهای بهینه سازی استفاده از فناوری پینچ میباشد که در آن بیشینه انرژی بازیابی شده در سیستم حرارتی فرآیند و کمینه انرژی گرمایشی و سرمایشی مصرفی از منابع خارجی و بالطبع آن کاهش هزینه های انرژی مصرفی را در پی خواهد داشت. در این پروژه هدف بهینه سازی فرآیند تولید روغن میباشد که در این فرآیند روغن پایه تولید شده از پالایشگاه نفت طی فرآیندهای که از چندین هیتر عبور میکند باید با مواد افزودنی ترکیب شوند - بلندینگ - و به آن کیفیت مورد نظر برسند.
مواد افزودنی نیز باید در روانکار خاصیتهایی چون ضد خوردگی، بهبود دهنده شاخص گرانروی، ضد کف، ضد احتراق را دارا باشد. در این پروژه ابتدا یک خط تولید کارخانه تولید روانکار را شبیه سازی نموده - با استفاده از نرم افزار - HYSYS سپس با نرم افزارASPEN Analize موارد انرژی را بررسی نموده سپس فرآیند بهینه تولید روانکار را با نرم افزار HYSYS شبیه سازی نمودیم. مشاهده می گردد که چگونه می توان از انتقال حرارت واحدهای عملیاتی استفاده نمود بی نیاز از این که انرژی مصرف گردد.
.1 مقدمه
مصرف روز افزون انرژی، از یک سو منجر به کاهش منابع انرژی و از سوی دیگر منجر به افزایش انتشار گازهای آلاینده میگردد. یک راه مناسب برای کاهش مصرف انرژی، بهینه سازی می باشد. بهینه سازی یک فرآیند، روشی برای بررسی کردن یک فرآیند به منظور بهینه سازی بعضی پارامترهای مشخص بدون نقض محدودیت و قوانین است. در این روش رایج ترین هدف ،کاهش هزینه و افزایش توان عملیاتی و یا کارایی است.
این یکی از اصلی ترین ابزار کمی در تصمیم گیری صنعتی می باشد - . - 1 اساسا سه پارامتر وجود دارند که می توانند بر عملیات بهینه سازی موثر واقع شوند که عبارتند از:. 1بهینه سازی تجهیزات، .2روش های عملیاتی، .3بهینه سازی کنترل . - 2 - برای این که هر حلقه فرآیند به طور بهینه اجرا شود، شناسایی سنسور، شیر و مشکلات موجود برای تنظیم فرآیند مهم می باشد . - 3 - نتایج بدست آمده نشان می دهد که بیش تر از 35 درصد حلقههای کنترل معمولا دچار مشکل هستند . - 4 - فرآیند نظارت مداوم و بهینه سازی تمام واحد را میتوان نظارت اجرا - عملیات - نام برد.
فناوری پینچ - - Pinch یکی از روشهای بهینه سازی میباشد که در آن رسیدن به بیشینه انرژی بازیابی شده در سیستم حرارتی فرآیند و کمینه انرژی گرمایشی و سرمایشی مصرفی از منابع خارجی و بالطبع آن کاهش هزینههای انرژی مصرفی است . - 5 - از مزایای بهینه سازی انرژی می توان به: الف - کاهش هزینههای تامین سرویسهای جانبی. ب - کاهش انتشار گازهای گلخانهایی. ج - مصرف بهتر سرمایه. د - افزایش ورودی برای واحدهای موجود. پالایش روغن ترکیبات آروماتیک فعالترین گونههای موجود در روغن پایه میباشند که اکسید شدن آنها موجب یک سری واکنشهای زنجیرهایی را در روغن فراهم مینماید و باعث کاهش سریع طول عمر مفید روغن پایه میگردند . - 6 -
بنابراین جدا سازی آروماتیکها از روغن پایه یکی از مهمترین اهداف سازندگان انواع روانکارها میباشد همچنین وجود ترکیبات پارافینی نیز موجب کاهش مقاومت روغن در دماهای پایین میشود که حذف آن نیز یکی از مهمترین اهداف سازندگان انواع روانکارها میباشد. چنانچه میزان ترکیبات گوگرددار در روغن پایه زیاد باشد ، روانکار نمیتواند قطعات را در مقابل خوردگی و یا زنگ زدگی محافظت نماید. همچنینگاهی این ترکیبات گوگردی به حدی فعال هستند که خود باعث ایجاد خوردگی و نیز موجب تشدید آلودگیهای میکروبی در روغن و در نتیجه کاهش عمر روغن میگردند - . - 7
بنابراین کنترل مقدار گوگرد در روغن پایه و حذف این ترکیبات از روغن پایه اهمیت ویژهایی دارد که در مراحل مختلف پالایش از روغن تا حدودی حذف میگردند. بعد ازحذف کردن یک سری از مواد، باید ازمواد افزودنی استفاده شود که خواص روغن را بهبود بخشد. از خواص مواد افزودنی میتوان به جلوگیری از اکسیداسیون، پایین آورنده نقطه جوش، بهبود دهنده شاخص گرانروی و مواردی دیگر اشاره کرد به عنوان مثال روغنها بهطور طبیعی در طول زمان کارکرد اکسید میشوند و اکسید شدن آنها موجب افزایش گرانروی و در نهایت افزایش اصطکاک و سایش میشود - . - 8
بازدارنده های اکسیداسیون موادی هستند که تا حد مطلوبی میتوانند موجب جلوگیری و یا به تاخیر انداختن اکسیداسیون و در نهایت موجب افزایش عمر مفید روغن شوند. در این مقاله خط تولید یک کارخانه تولید روغن صنعتی را با استفاده از نرم افزار Aspen Hysys شبیه سازی میکنیم سپس با استفاده از نرم افزار Aspen Analize خط تولید را بهینه کرده و سپس خط تولید بهینه شده را در Aspen Hysys شبیه سازی میکنیم و باید مشاهده نماییم که چه تغییر انرژی حاصل میگردد.
.2 روش تجربی
در خط تولید ساخت روغن پایه از ادوات عملیاتی چون پمپ، مبدل، میکسر، هیتر مورد استفاده قرار میگیرد. شکل 1 خط تولید روغن پایه را نشان میدهد. همان طور که از شکل 1 مشخص است روغن پایه برای وارد شدن به خط تولید نیاز به پمپ کردن دارد بعد از پمپ شدن باید به منظور شرکت در تولید روغن صنعتی، گرم گردد به همین دلیل روغن پایه باید توسط هیترها گرم شود بعد از این که دمای روغن پایه به 200°& رسید، روغن پایه می تواند در فرآیند اختلاط شرکت کند. اختلاط روغن پایه با مواد افزودنی در یک میکسر انجام می گیرد.
باید در نظر داشت که مواد افزودنی نیز باید تحت دمای مورد نظر یعنی 168°& برسد برای این کار نیز باید مواد افزودنی را توسط هیتر، قبل از ورود به میکسر گرم نماییم. بعد از اختلاط روغن پایه و مواد افزودنی در میکسر، خروجی از میکسر را باید سرد نماییم چرا که محصول نهایی برای بستهبندی میباشد در واقع بعد از مخلوط روغن پایه و مواد افزودنی، روغن صنعتی تولید گردیده است که باید برای فروش بستهبندی گردد پس دمای آن باید تا حد امکان کاهش یابد و به دمای محیط برسد. شکل 2 نیز اطلاعات مربوط به شرایط عملیاتی خط تولید را نشان میدهد.
