پروژه دانشجویی تحقیق در مورد تحقیق اصول اندازهگیری روشهای بازیاف
پروژه دانشجویی تحقیق در مورد تحقیق اصول اندازهگیری روشهای بازیافت انرژی در فرآیند تقطیر در pdf دارای 9 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه دانشجویی تحقیق در مورد تحقیق اصول اندازهگیری روشهای بازیافت انرژی در فرآیند تقطیر در pdf کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه دانشجویی تحقیق در مورد تحقیق اصول اندازهگیری روشهای بازیافت انرژی در فرآیند تقطیر در pdf ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن پروژه دانشجویی تحقیق در مورد تحقیق اصول اندازهگیری روشهای بازیافت انرژی در فرآیند تقطیر در pdf :
تحقیق اصول اندازهگیری روشهای بازیافت انرژی در فرآیند تقطیر
روشهای بازیافت انرژی در فرآیند تقطیر
چکیده:
پالایشگاه‌ها، مجتمع‌های پتروشیمی و صنایع شیمیایی از عمده‌ترین مصرف کنندگان انرژی در میان صنایعی هستند که انرژی را به صورت سوخت، بخار و برق مصرف می‌کنند. هر یک از مجتمع‌های فوق دارای گونه‌های مختلف فرآیندهای عملیاتی می‌باشند که بطور مشترک و یا مستقل از هم در سرویس می‌باشند. از میان فرآیندهای متداول، عملیات تقطیر در پالایشگاه‌ها از نقطه نظر مصرف انرژی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند.
مقدمه
عملیات تقطیر درپالایشگاه‌ها عبارت است از فرآیند اقتصادی جداسازی برش‌های نفتی جهت حصول به یک مشخصه کیفی خاص می‌باشد. در فرآیند تقطیر که پارامتر اختلاف نقاط جوش اجزا تشکیل دهنده، عامل جداسازی است، عملیات تکراری تبخیر و میعان که تا جداسازی موردنظر انجام می‌گیرد، باعث به هدر رفتن مقادیر زیادی انرژی می‌گردد. انرژی لازم در یک
فرآیند تقطیر از طریق جوش‌آور تامین می‌گردد. با توجه به قابلیت در دسترس بودن و اقتصاد فرآیند، منبع تامین گرما جهت جوش‌آور شامل بخار آب، روغن‌های داغ و یا کوز‌ه‌ها می‌باشند.
بخارات داغ در داخل برج به سمت بالا حرکت می‌کنند و با مایعاتی که با سمت پایین در جریان هستند، در چندین مرحله (روی سینی‌ها) تماس پیدا می‌کنندو در نهایت با تبادل حرارت به تعادل می‌رسند. اجزا سبک تبخیر شده، در حالی که اجزا سنگین میعان می‌شوند. بخارات در بخش بالاسری که غنی از اجزا سبک است، میعان می‌شوند. بخشی از این مایعات به برج برگردان می‌شود و بخشی به عنوان محصول از بالاسری خارج می‌گردد . گرمای حاصل از میعان اغلب به هوا یا آب و یا هر دو منتقل می‌شود و گاهی نیز به عنوان پیش گرمکن جریان
خوراک و یا سایر موارد استفاده می‌گردد. در واقع مقدار این انرژی تعیین کننده است و همین امر آن را برای بازیافت جذاب‌تر می‌کند، اما به دلیل سطح دمای پایین، استفاده مفید از آن امکان‌پذیر نمی‌گردد. به علاوه بخش اعظم آن نیز بوسیله تشعشع و جابجایی از سیستم تقطیر به محیط منتقل می‌شود.
کاهش مصرف انرژی در عملیات تقطیر، امروزه در کاهش قیمت تمام شده محصولات بسیار موثر است. بنابراین پایش مصرف انرژی و مقایسه با یک معیار استاندارد و آنالیز و تفسیر انحراف از حالت استاندارد و در تمام مراحل و بطور مداوم امری ضروری است. به همین دلیل ارائه روشهای کاهش مصرف انرژی نسبت به معیار استاندارد اهمیت ویژه‌ای داشته و مورد توجه خاص قرار می‌گیرد.
بهبود شرایط عملیاتی
جریان برگردان
فعالیت اساسی در این بخش جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی عبارت است از بهبود کیفیت عملیات و تعیرات. نظر به اینکه هر دو فعالیت مزبور نیاز به سرمایه‌گذاری زیادی ندارند، دستاوردی باارزش تلقی می‌شوند.
در یک واحد تقطیر، مهمترین متغیر، میزان جریان برگردان می‌باشد. معمولا ً تغییر در میزان برگردان سبب تغییر در میزان جداسازی و در نهایت کیفیت محصولات می‌گردد، مگر آنکه سایر پارامترهای عملیاتی به نحوی تغییر یابند که این عدم تغییر جبران گردد. هرگونه کاهش در میزان جریان برگشتی سبب کاهش بار حرارتی ورودی به برج (از طریق جوش‌آور یا کوره) خواهد شد. بنابراین بازیافت انرژی از طریق کاهش نسبت جریان برگشتی بایستی با درنظر گرفتن سطح کیفی محصولات باشد. معمولاً کیفیت محصولات تولیدی بالاتر از سطح حداقل می‌باشد.
پس بهتر است با کاهش مرحله‌ای میزان جریان برگردان، سطح کیفی محصولات تا رسیدن به حداقل سطح قابل قبول آزمایش گردد. ملاحظه می‌شود که در اینجا بازیافت انرژی بدون نیاز به سرمایه‌گذاری قابل انجام است. پیشنهاد دیگر عبارت است از افزایش خوراک ورودی بدون افزایش میزان جریان برگردان برج که در هر دو روش مذکور مقدار قابل توجهی انرژی بازیافت خواهد شد.
محل ورودی خوراک
یک متغیر عملیاتی مهم دیگر عبارت است از محل ورودی خوراک (سینی خوراک)، به برج که مصرف انرژی را تحت الشعاع قرار می‌دهد. انتخاب نامناسب نسبت عریان‌سازی به قسمت غنی‌سازی در یک برج تقطیر، سبب کاهش بازدهی در یکی از قسمت‌های برج تقطیر خواهد شد. در چنین حالتی انرژی زیادتری جهت استحصال محصولات موردنظر مصرف خواهد گردید. بنابراین اغلب ممکن است در طراحی اولیه (با سرمایه‌گذاری اندک) چند محل ورودی خوراک درنظر گرفته شود. در نهایت می‌بایست داده‌های عملیاتی بدست آمده از هر یک از محل‌های خوراک ورودی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و محلی انتخاب گردد تا با مصرف حداقل میزان انرژی، محصولاتی با حداکثر کیفیت بدست آید. این مساله بخصوص در واحدهایی که خوراک‌های مختلفی را استفاده می‌کنند، حایز اهمیت است.
فشار
فشار نیز یک متغیر عملیاتی مهم محسوب می‌شود که معمولاً با توجه به دمای آب خنک کننده در دسترس جهت میعان بخارات بالاسری انتخاب می‌گردد. در واقع عملیات تقطیر بدلیل فراریت نسبی اجزاء و سهولت عملیات در فشارهای پایین مطلوب‌تر است. در فصل زمستان و فصل بارانی به علت کاهش دمای محیط و افت دمای آب برج خنک کننده، می‌توان فشار برج را کاهش داد.
بهبود در تعمیرات و روشهای تعمیراتی
میعان کننده بالاسری، کولر هوایی و جوش‌آور (یا کوره) مجموعه یک سیستم تقطیر به شمار می‌روند. پیش گرمایش خوراک و خنک کردن محصولات ته برج توسط مبدل‌های حرارتی انجام می‌گیرد. مبدل‌های حرارتی هم در بازیافت انرژی و هم در افزایش راندمان تقطیر نقش اساسی بازی می‌کنند. عملکرد موثر مبدل‌های حرارتی توسط عواملی چون گرفتگی و ایجاد رسوب روی سطوح انتقال حرارت، تحت‌الشعاع قرار می‌گیرد. بنابراین ترکیب مناسب عملیات تعمیرکاری و بازرسی مداوم در کاهش مصرف انرژی بسیار مفید خواهد بود.
معمولاً عوامل زیر در کاهش گرفتگی و رسوب‌گذاری مبدل‌ها موثر هستند:
1 پیش تصفیه جریان خوراک قبل از عملیات تقطیر، نمک‌زدایی موثر و فیلتراسیون و جلوگیری از انتقال گل و لای؛
2 استفاده از برخی از مواد شیمیایی ضدرسوب و جرم جهت ممانعت از ترسیب و چسبیدن گل و لای و مواد جامد به سطوح انتقال حرارت؛
3 تمیزکاری مناسب و برنامه مدون تمیزکاری دوره‌ای.
به علاوه انجام بازرسی‌های منظم جهت پایش و جلوگیری از خوردگی لازم است. در برخی از برج‌های تقطیر از مواد ضدکف استفاده می‌شود. این مساله بخصوص در میعان کننده بالاسری مفید می‌باشد. در کنار عوامل فرق، بازرسی چشمی تجهیزات، لوله‌ها، فلنج‌ها و شیرآلات، تعویض عایق‌های مستهلک و از بین رفته، تعمیز تله بخارهای معیوب امری لازم و ضروری می‌باشد.
استفاده از بازیافت اتلاف حرارتی
هدف از این روش‌ها بازیافت کامل انرژی از کلیه جریانی‌های گرم خروجی از واحد تقطیر می‌باشد. در این مرحله انرژی جریان‌های گرم خروجی توسط مبدل‌های حرارتی به جریان‌های دیگر منتقل می‌شود. این جریان‌ها را می‌توان از واحد تقطیر و یا از واحدهای همجوار دیگر انتخاب نمود.
بهترین مثال این سیستم، بازیافت انرژی تمرکز تقطیر در اتمسفر و در خلأ در پالایشگاه‌های امروزی است که بسیاری از محصولات و Pump aroundها جهت پیش گرمایش خوراک ورودی به برج استفاده می‌شوند. امروزه تکنولوژی Pinch جهت بهینه‌سازی بازیافت انرژی استفاده می‌شود. همچنین در بالای برج تقطیر و تقطیر در خلأ منبع انرژی خوبی در دامای پایین در دسترس است. اغلب این منبع انرژی از طریق کولرهای آبی یا هوایی به هوا منتقل می‌شود و در نتیجه بخش اعظم از انرژی اتلاف می‌شود.
عایقکاری
بازیافت انرژی در واحدهای تقطیر با عایقکاری نامناسب امری بعید و دست نیافتنی است. استفاده از عایقی با جنس و ضخامت مناست، نقش بسیار اساسی در بازیافت انرژی دارد. امروزه جهت بهینه‌سازی عایقکاری از مدل‌های کامپیوتری مناسب استفاده می‌شود. بخشی از فعالیت‌های عمده در این بخش به شرح زیر است:
1 درنظر گرفتن سرویس مخصوص عایقکاری؛
2 بهینه‌سازی مداوم ضخامت عایق بر اساس قیمت سوخت و عایت؛
3 بهینه‌سازی مواد مورد استفاده جهت عایقکاری (استفاده از عایق‌های با هدایت گرمایی کمتر)؛
4 استفاده از عایق‌های مخصوص (سفارشی) جهت نصب روی شیرآلات، فلنج‌ها و ;. .
جایگزینی سینی‌ها با تجهیزات موثر مشابه
از عواملی که در کارایی برج‌های تقطیر موثر هستند. بازده و افت فشار در مراحل تماس (سینی یا آکنده) می‌باشند. سینی‌ها یا آکنده‌های با بازده بالا و افت فشار کم امکان کاهش میزان برگردان را فراهم می‌آورند. بنابراین هرگونه بهبود در کاهش جریان برگردان، توسط ابزارهای تماس موثر مشابه موجب کاهش مصرف انرژی خواهد شد. انتخاب سینی‌های موثر در طراحی جدید و یا در واحد موجود جهت افزایش خوراک نیز، همان مزایا و نتیجه را دارد. امروزه آکنده‌های با کارایی بیشتر و با ارتفاع معادل کمتر، انتقال جرم بالا و افت فشار کم یک جایگزین مناسب بجای سینی است.
ارتفاع معادل کمتر
جهت حصول به جداسازی معمول بین اجزا تعداد و مراحل بر اساس نسبت جریان برگشتی محاسبه می‌گردد. هرچه ارتفاع معادل آکنده کمتر باشد، ارتفاع کل برج نیز کاهش می‌یابد.
بازده انتقال جرم بیشتر
این افزایش در عین حال که موجب کاهش مصرف انرژی به ازای واحد محصول تولیدی، خلوص محصولات و در نهایت افزایش بازیافت می‌شود. افزایش ظرفیت میعان کننده و جوش‌آور را درپی خواهد داشت.
افت فشار کم
کاهش افت فشار به نتایج زیر منتهی می‌گردد:
– افزایش فراریت نسبت بین اجزا کلیدی که به جداسازی مناسب و در جریان برگشتی کمتر و مصرف انرژی کمتر منجر خواهد می‌شود.
– افزایش ظرفیت جوش‌آور به دلیل MTD بالا که به کاهش میزان انرژی مصرفی جهت گرمایش می‌انجامد.
– فشار بالای برج معمولاً توسط دمای خنک کننده بالاسری تعیین می‌گردد. افت فشار کمتر در برج سبب پایین آمدن دما و در نتیجه کاهش تجزیه حرارتی در ته برج منجر می‌گردد.
بهینه‌سازی و یا تعویض سیستم کنترل و ابزار دقیق
سیستم‌های کنترل قدیمی ستون تقطیر، معمولاً جهت راه‌اندازی و توقف ایمن واحد در شرایط اضطراری می‌باشد. عملکرد چنین واحدهایی به میزان زیادی به مهارت و تجربه پرسنل عملیاتی بستگی دارد. در سیستم‌های مدرن امروزی کنترل جلوه برنده، آنالیزکننده‌های on-line کنترل موازنه مواد و بهینه‌سازی کامپیوتری همه از ابزارهایی هستند که نه تنها موجب کاهش تعداد اپراتورهای مورد نیاز، بلکه موجب بهبود کیفیت محصولات و بهینه‌سازی مصرف انرژی نیز می‌شود.
میعان دو مرحله‌ای
بخارهای بالاسری برج تقطیر وارد میعا
ن کننده یک مرحله‌ای کولر آبی یا هوایی می‌گردد و گرمای جریان‌های بالاسری به هوا منتقل می‌شود. در میعان کننده دو مرحله‌ای، مرحله اول جهت حصول به میعان کافی برای جریان برگردان انجام می‌گیرد. گرما به جریان دیگری همانند خوراک انتقال یافته و یا جهت تولید بخار فشار پایینت مورد استفاده قرار می‌گیرد و در مرحله دوم جهت خنک کردن و استحصال محصول کافی مورد استفاده واقع می‌شود.
جهت استفاده از میعان کننده دو مرحله‌ای بایستی شرایط ذیل فراهم گردد:
1 دمای بخارات بالاسری به اندازه کافی بالا باشد که توجیه اقتصادی داشته باشد.
2 بخارات بالاسری بایستی اختلاف دمای معقول بین نقطه حباب و نقطه شبنم داشته باشند.
کلمات کلیدی :
» نظر