بخشی از مقاله
چکیده
در واحد اتان زدایی پالایشگاه گاز ایلام به منظور جداسازي اتان از خوراك ورودي از یک برج تقطیر که شامل 32 سینی و چگالنده تمام برگشتی می باشد استفاده می نمایند . در ریبویلر برج از بخار براي تامین گرماي مورد نیاز بخش تحتانی استفاده می شود .
در حال حاضر میزان مصرف بخار در این تجهیز برابر با 9872 کیلوگرم در ساعت بوده که این امر سالانه 522821 دلار هزینه را به پالایشگاه گاز ایلام تحمیل می نماید . در این مقاله با استفاده از انتگراسیون حرارتی روشی با هدف کاهش مصرف بخار در ریبویلر برج اتان زدا و بازگشت سرمایه ناشی از آن ارائه گردید .
نتایج حاصل از شبیه سازي نشان داد که در صورت استفاده از طرح پیشنهادي میزان مصرف بخار در ریبویلر 11/13 درصد کاهش خواهد یافت . در نهایت برآورد اقتصادي براي طرح پیشنهادي صورت گرفت که بر اساس آن مشخص گردید میزان بازگشت سرمایه از این طریق سالانه 64982 دلار خواهد بود .
-1 مقدمه
انتگراسیون فرآیند چگونگی بازیافت حرارت را بیان می کند. و به طور خلاصه انتگراسیون فرآیند یعنی: مدل هاي سیستماتیک و عمومی براي طراحی انتگرالی سیستم هاي تولید، فرآیندهاي جدایی ناپذیر در کل سایت با تاکید در کاربرد موثر انرژي و کاهش تأثیرات محیطی. این نقطه مشخص روشهاي طراحی است اما واژه انتگراسیون فرآیند براي توصیف آرایش فیزیکی از قبیل به هم وصل کردن تجهیزات و خطوط فرآیند در واحد نیز میباشد.روش هاي انتگراسیون فرآیندها عموما براي موضوعات مختلفی کاربرد دارد. لیست پایین دلایل استفاده از انتگراسیون فرآیندها را در واحدها و طراحی نشان میدهد :
-1 کاهش هزینه هاي سالانه به وسیله مشخص کردن ارتباط پایاپاي بین هزینه عملیات - مواد خام و انرژي - و هزینه سرمایه گذاري - تجهیزات - . موقعیت این ارتباط پایاپاي در انتگراسیون فرآیندها می تواند در کاهش مصرف انرژي، بهبود مصرف مواد خام و کاهش هزینه تجهیزات باشد.
-2 کاهش مشکلات فرآیند - راهاندزاي و خاموش کردن - با بیشترین تصحیح که بیشترین استفاده انتگراسیون فرآیند است.
-3 افزایش کنترل پذیري فرآیند - از ابزار داخلی میباشد و با کنترل فرآیند متفاوت است - . به وسیله انتخاب اتصالات واحد - توپولوژي - و پارامترهاي تجهیزات براي سادهتر کردن کنترل بدون توجه به کنترل واقعی سیستم.
اطمینان از انعطاف پذیري سیستم با رعایت مشخصات واحد - مواد خام و یا محصولات جدید،سازگاري حجم تولید و غیره - و ناخواستهها - از قبیل گرفتگی مبدل ها و یا غیر فعال شدن کاتالیست ها - در برابر تغییر شرایط عملیاتی، با انتخاب مناسب اتصالات واحد و شاخص هاي تجهیزات .
-4 کاهش ناخواستههاي دور ریز واحد، براي مثال کاهش سوخت هاي فصیلی، اتصال به منابع فرعی تولید انرژي،فرآیندهاي بسته و غیره میباشد .
-5 اضافه کردن چالش هایی به فرآیند صنعتی و جامعه براي توسعه پایدار.
نقطه آغازین انتگراسیون فرآیند به سال 1980 در جهت کاهش مصرف انرژي بر میگردد. از سال 1990 به بعد روش هایی براي کاربردهاي صنعتی آن از قبیل کل هزینه هاي سالانه، کاربرد در واحد و انعطافپذیري واحد، توسعه داده شد. امروزه برآورده هاي اجتماعی از قبیل محیط زیست و تغذیه در انتگراسیون فرآیند به صورت بخش جدایی ناپذیري تبدیل گشته است.
دلیل اصلی براي دستیابی به مزایاي استفاده از انتگراسیون فرآیندها در حقیقت موضوعاتی هستند که به نیازمندي هاي سیستم ما را نزدیک می کنند. تحقیقات محلی بدون شک در نتیجه گیري براي بهینه سازي بسیار موثرند.در سطح انتگراسیون حرارتی، انتگراسیون فرآیند می تواند سطح بهینه بازیافت حرارتی را که با طراحی شبکه مبدلها از نظر کمترین هزینه تجهیزات همخوانی داشته باشد را مشخص کند.
در سطح حرارت و توان، انتگراسیون فرآیند می تواند مقدار بهینه بارگذاري و یا سطح مصرف و یا تولید بخار را و همچنین موقعیت هاي ترکیب سیستم هاي حرارتی و توانی را مشخص کند. در بهینه سازي درست اقتصادي و ترمودینامیکی می توان با به کاربردن نمودارهاي گرافیکی و روش هاي سیستماتیک در انتگراسیون فرآیند پمپ حرارتی مناسب را انتخاب کرد.
در زمینه افزایش تولید واحد، انتگراسیون فرآیند می تواند در از بین بردن گلوگاه ها براي افزایش ظرفیت تولید مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان یک مثال واضح یک سیستم انرژي را در نظر بگیرید که داراي محدودیت دبی جریان جرمی در طول فرایند است. این موضوع در بسیاري از واحدهاي پالایش نفت موقعی که کوره در حداکثر ظرفیت خود کار می کند دیده می شود.
انتگراسیون فرآیند همچنین در اجتناب از سرمایه گذاري در بخش واحدهاي پشتیبان با استفاده از بازیافت بهینه حرارت در فرایند بسیار موثر است یکی از مفصل ترین مباحث انتگراسیون فرآیند، طراحی و توصیف راکتورها، جداکننده هامخصوصاً - سیستم هاي با مصرف انرژي مثل برج هاي تقطیر، خشک کن ها و تبخیر کنندهها - ، شبکه مبدل ها و واحدهاي پشتیبانی - بخار در فشارهاي مختلف، کوره ها، سردسازها و غیره - است. روش هاي بهینه کردن واحدهاي پشتیبان شامل استفاده از پمپ ها و موتورهاي حرارتی - گاز، بخار یا توربین دیزل - می باشد . اخیرا از انتگراسیون فرآیندها براي حداقل کردن فاضلاب و طراحی سیستم تصفیه نیز استفاده می شود
-2 عملکرد واحد اتان زدایی پالایشگاه گاز ایلام
در واحد اتان زدایی پالایشگاه گاز ایلام ، به منظور جداسازي اتان از سایر هیدروکربن ها از یک برج که شامل 32 سینی - بدون در نظر گرفتن ریبویلر و کندانسور - و کندانسور کاملا برگشتی می باشد ، استفاده می شود
فشار عملیاتی بالا و پایین برج بترتیب 2750 و 2764 کیلو پاسکال می باشد . بخار خروجی از بالاي برج با دماي 6/4 درجه سانتیگراد به منظور چگالش به کندانسور وارد شده و در تبادل حرارت با مبرد پروپان در فشار ثابت تا دماي 5/6 درجه سانتیگراد سرد می شود . خروجی از کندانسور وارد جدا کننده دو فازي شده و فاز بخار و مایع از یکدیگر تفکیک می شوند .
خروجی از بالاي جدا کننده محصول اتان می باشد - جدول شماره - 2 ، مایع خروجی نیز پس از عبور از پمپ به سینی اول - شماره گذاري از بالا به پایین - برگردانده می شود . در پایین برج به منظور تامین گرماي مورد نیاز بخش دفع از بخار فشار پایین استفاده می شود . البته به دلیل نداشتن شرایط بخار ورودي به ریبویلر ، از شرایط معمول بخار فشار پایین در منابع معتبر استفاده شد - شرایط در جدول شماره . - 1 خروجی از پایین برج اتان زدا با دماي 100/7 درجه سانتیگراد به کولر خنک کننده محصول پایین ارسال می شود . در کولر هوایی مذکور محصول پایین برج اتان زدا - یصه - تا دماي 50 درجه سانتیگراد خنک می شود
شکل : 1 شماتیک شبیه سازي واحد اتان زدایی پالایشگاه ایلام در محیط نرم افزار Aspen Hysys
جدول : 1 شرایط بخار ورودي به ریبویلر
