دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مکانیک

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

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

مهندسی سیستمهای انرژی

دانشکده مهندسی مکانیک 

پایان نامه کارشناسی ارشد

عنوان:

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

اساتید راهنما :

دکتر مجید عمیدپور

دکترحسین صیادی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

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

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

2-9-4- منطقه واکنشReaction zone ) )   ………………………………………

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   ………………………………………………….

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

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

چکیده:

در این پروژه واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان با بهره گرفتن 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 بهره گرفتن 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.

فصل اول: مقدمه

مقدمه:

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.یكی از كاربردهای موثركامپیوتردر 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 حركتهایی كه در زمینه افزایش بهره وری تولید ، استفاده هر چه بهتر از منابع و كاهش هزینه ها مشاهده می شود ،طی سالهای اخیر رشد چشمگیری یافته ، اما هنوز بسیاری از مزایای این كار شناخته نشده است.در این قسمت ، برخی زمینه های كاربرد 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، كمی بودن و مختصر بودن است .البته مدلهای كم دقت،كیفی،یا مفصل نیز كاربردهای ویژه ای دارند كه از بحث عمومی این نوشتار خارج است .این معادلات عموما غیر خطی و به شكل معادلات جبری ، دیفرانسیل یا مخلوطی از این دو هستند كه از كنار 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 خوراك)، در این میان،اطلاعات مربوط به مشخصات دستگاه هاجزیی از مدل به شمار می روند و قسمتی از آنها توسط كاربر به نرم افزار داده می شود .

2-1- کاربردهای شبیه سازی

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

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

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

2-3-1كاربردهای شبیه سازی درطراحی فرآیند

امروزه به نحو گسترده ای از نرم افزارهای شبیه سازی در طراحی فرآیند استفاده می شود. كاربردهای این نرم افزارها در این حوزه از حیث گستردگی كار از محاسبه ساده خصوصیات ترموفیزیكی جریانها یا حتی مواد خالص شروع شده و به طراحی كارخانجات كامل با در نظر گرفتن تاسیسات جانبی ،خطوط لوله تامین خوراك ،یا انتقال محصول و بررسی سیستمهای كنترل می رسد . از انجا كه این روش از محاسبات دستی ساده تر ، سریعتر و دقیقتر است ،با تكرار آن در شرایط مختلف به سهولت و با صرف زمان بسیار كمتری می توان مجموعه كاملی از عملكرد فرآیند در حالتهای مختلف را پیش بینی كرده و ار این طریق، ضمن كاهش هزینه های اضافی سرمایه گذاری ثابت (دستگاه های اضافی)و كاستن 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 كه طراحی فرآیند از طراحی دستگاه ها و تجهیزات مكانیكی ،پایپینگ،ابزار دقیق ،سیستمهای برقی و سازه و ساختمان جدا نیست فاز اطلاعات حاصل از شبیه سازی در حالتهای مختلف میتوان برای كمك 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.

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

دركارخانجات موجودبا كمك نرم افزارهای شبیه سازی می توان فرآیند تولید رامورد بررسی و ارزیابی موشكافانه قرارداده و از این طریق،بطور كلی عملیات را بهبود بخشید.در صورتی كه از نرم افزارهای پیشرفته تر استفاده شود امكان بهینه سازی در جا بر اساس شرایط تولید (مانند دمای خوراك و شرایط اقلیمی ) نیز وجود دارد .

كاستن از مواد و انرژی مصرفی نیز از جمله مطالعاتی است كه می توان به كمك این نرم افزارها انجام داد . اما یكی از كاربردهای بسیار مهم استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی كشف حد اكثر ظرفیتهای تولیدی موجود و قابل استفاده در خط تولید است كه گاه بهره گیری از آنها هزینه ای بسیار كم ودرآمدی قابل توجه دارد.در همین زمینه می توان تنگناهای فرآیند را نیز شناسایی كرد و به رفع آنها همت گماشت .

یكی از كاربردهای جدید نرم افزارهای شبیه سازی ، بررسی صحت عملكرد سیستمهای كنترل موجود و تنظیم مجدد آنهااست . این كار به كمك نرم افزارهای شبیه سازی دینامیك انجام می شود .با ظهور نرم افزارهای یشرفته تر جدید كه امكاناتی از قبیل توسعه پذیری ،اتوماسیون،اتصال به نرم افزارهای دیگر و پایگاه های داده ها ،گنجاندن مدلهای نزدیك به واقعیت ( موسوم به high-fidelity ) در آنها و توانایی های ترسیمی و ارزیابی وسیعی را در اختیار قرارداده اند ،نه تنها این كاربردها گسترش بیشتری یافته بلكه استفاده از منافع این كار با سرعت و بازدهی بیشتری نیز همراه شده است.

تعداد صفحه : 101

قیمت :14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.