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.يكي از كاربردهاي موثركامپيوتردر صنايع نفت ، گاز و پتروشيمي،شبيه سازي واحدهاي توليدي به وسيله نرم افزارهاي خاص است . اين زمينه با توجه به جو رقابتي بازارهاي جهاني ونبز حركتهايي كه در زمينه افزايش بهره وري توليد ، استفاده هر چه بهتر از منابع و كاهش هزينه ها مشاهده مي شود ،طي سالهاي اخير رشد چشمگيري يافته ، اما هنوز بسياري از مزاياي اين كار شناخته نشده است.در اين قسمت ، برخي زمينه هاي كاربرد نرم افزارهاي شبيه سازي با هدف بازخواني مهمترين مزاياي اين نرم افزارها بطور خلاصه توضيح داده شده است.

1-1- مدلسازی و شبیه سازی

منظور از مدلسازي فرايند، توصيف ماهيت سيستم توليد (يعني موازنه هاي جرم و انرژي)در قالب معادلات رياضي است. خصوصيات اصلي مدلهاي خوب ، دقيق بودن، كمي بودن و مختصر بودن است .البته مدلهاي كم دقت،كيفي،يا مفصل نيز كاربردهاي ويژه اي دارند كه از بحث عمومي اين نوشتار خارج است .اين معادلات عموما غير خطي و به شكل معادلات جبري ، ديفرانسيل يا مخلوطي از اين دو هستند كه از كنار هم قراردادن آنها ،مدلي از فرآيند ساخته ميشود .

شبيه سازي ،يعني بدست آوردن اطلاعات خروجي(به طور مثال مشخصات محصول) از طريق حل مدل هاي فوق بر اساس اطلاعات ورودي (به طور مثال مشخصات خوراك)، در اين ميان،اطلاعات مربوط به مشخصات دستگاههاجزيي از مدل به شمار مي روند و قسمتي از آنها توسط كاربر به نرم افزار داده مي شود .

2-1- کاربردهای شبیه سازی

1-3- به رغم تعريف ساده فوق ،كاربردهاي شبيه سازي بسيار متنوع و گوناگون است. در اينجا ، اين كاربردها در سه قسمت مرور مي شوند:

1-3-1- كاربردهاي شبيه سازي در پژوهش و توسعه فرآيندها

به طور سنتي،پژوهش درباره روشها يا سيستمهاي جديد توليد به كمك واحدهاي پيشتاز انجام مي شده است .اما نظر به هزينه زياد ساخت و نگهداري اين واحدها ،از جندين سال پيش،فكر استفاده از نرم افزارهاي شبيه سازي براي كاستن از اين هزينه ها مطرح شده است .بابه كارگيري اين نرم افزارها مي توان گزينه هاي مختلف خط توليد را بررسي كرد ، افزايش ظرفيت واحد را مورد مطالعه قرارداد و در نهايت ، واحد پيشتاز را بهينه طراحي كرد و ساخت .از طرف ديگر، بخشهايي از فرآيند را كه با شبيه سازي آنها اطلاعات كافي براي طراحي واحد بدست مي آيد ، مي توان از واحد پيشتازحذف كرد .همجنين از اشتباهات پر خرج در طراحي و ساخت واحدهاي پيشتازپيشگيري كرد.

2-3-1كاربردهاي شبيه سازي درطراحي فرآيند

امروزه به نحو گسترده اي از نرم افزارهاي شبيه سازي در طراحي فرآيند استفاده مي شود. كاربردهاي اين نرم افزارها در اين حوزه از حيث گستردگي كار از محاسبه ساده خصوصيات ترموفيزيكي جريانها يا حتي مواد خالص شروع شده و به طراحي كارخانجات كامل با در نظر گرفتن تاسيسات جانبي ،خطوط لوله تامين خوراك ،يا انتقال محصول و بررسي سيستمهاي كنترل مي رسد . از انجا كه اين روش از محاسبات دستي ساده تر ، سريعتر و دقيقتر است ،با تكرار آن در شرايط مختلف به سهولت و با صرف زمان بسيار كمتري مي توان مجموعه كاملي از عملكرد فرآيند در حالتهاي مختلف را پيش بيني كرده و ار اين طريق، ضمن كاهش هزينه هاي اضافي سرمايه گذاري ثابت (دستگاههاي اضافي)و كاستن از هزينه هاي عملياتي (مصرف آب، انرژي و…)،قابليت انعطاف بيشتري رادر طرح فرآيند به وجود آورده ونقطه بهينه از لحاظ هزينه ها،رواني عمليات ، ايمني ،محيط زيست و غيره را بدست آورد.

افزون بر اين ،از انجا كه طراحي فرآيند از طراحي دستگاهها و تجهيزات مكانيكي ،پايپينگ،ابزار دقيق ،سيستمهاي برقي و سازه و ساختمان جدا نيست فاز اطلاعات حاصل از شبيه سازي در حالتهاي مختلف ميتوان براي كمك به طراحي اين سيستمها نيز بهره گرفت .نرم افزارهاي جديد شبيه سازي از قابليت اتصال به نرم افزارهاي طراحي اين سيستمها و انتقال اطلاعات به آنها بهره مندند.

3-3-1- كاربردهاي شبيه سازي در بهره برداري مطلوب از تاسيسات موجود:

دركارخانجات موجودبا كمك نرم افزارهاي شبيه سازي مي توان فرآيند توليد رامورد بررسي و ارزيابي موشكافانه قرارداده و از اين طريق،بطور كلي عمليات را بهبود بخشيد.در صورتي كه از نرم افزارهاي پيشرفته تر استفاده شود امكان بهينه سازي در جا بر اساس شرايط توليد (مانند دماي خوراك و شرايط اقليمي ) نيز وجود دارد .

كاستن از مواد و انرژي مصرفي نيز از جمله مطالعاتي است كه مي توان به كمك اين نرم افزارها انجام داد . اما يكي از كاربردهاي بسيار مهم استفاده از نرم افزارهاي شبيه سازي كشف حد اكثر ظرفيتهاي توليدي موجود و قابل استفاده در خط توليد است كه گاه بهره گيري از آنها هزينه اي بسيار كم ودرآمدي قابل توجه دارد.در همين زمينه مي توان تنگناهاي فرآيند را نيز شناسايي كرد و به رفع آنها همت گماشت .

يكي از كاربردهاي جديد نرم افزارهاي شبيه سازي ، بررسي صحت عملكرد سيستمهاي كنترل موجود و تنظيم مجدد آنهااست . اين كار به كمك نرم افزارهاي شبيه سازي ديناميك انجام مي شود .با ظهور نرم افزارهاي يشرفته تر جديد كه امكاناتي از قبيل توسعه پذيري ،اتوماسيون،اتصال به نرم افزارهاي ديگر و پايگاههاي داده ها ،گنجاندن مدلهاي نزديك به واقعيت ( موسوم به high-fidelity ) در آنها و توانايي هاي ترسيمي و ارزيابي وسيعي را در اختيار قرارداده اند ،نه تنها اين كاربردها گسترش بيشتري يافته بلكه استفاده از منافع اين كار با سرعت و بازدهي بيشتري نيز 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.

:        ****       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.

***  *** ***

جستجو در سایت : کلمه کلیدی خود را وارد نمایید :