کاهش مصرف انرژی در واحد تقطیر نفت خام پالایشگاه تبریز با استفاده از تجزیه اکسرژی

محورهای موضوعی : شیمی تجزیه

الهام حاجی قاسم شربت دار ¹ ( دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ‌ایران )
میراسمعیل معصومی ² ( استادیار مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران شمال، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ‌ایران )

تاریخ دریافت : 1394/07/02 تاریخ پذیرش : 1394/09/02 تاریخ انتشار : 1394/12/01

کلید واژه: کاهش مصرف انرژی, تجزیه اکسرژی, واحد تقطیر اتمسفریک نفت خام, بازده اکسرژی,

چکیده مقاله :

واحد تقطیر اتمسفر یک در پالایشگاه، بیشترین مصرف‌کننده انرژی است و بهینه‌سازی این بخش تأثیر مستقیم بر عملکرد پالایشگاه و کیفیت فراورده دارد. تجزیه اکسرژی نقاط اتلاف و ناکارآمدی سامانه را با بررسی قانون اول و دوم ترمودینامیک مشخص می‌کند. در این مقاله واحد تقطیر نفت خام پالایشگاه تبریز با استفاده از نرم‌افزار ASPEn Plus شبیه‌سازی ‌شده است و مشخص شد که برج تقطیر اتمسفریک و برج جداسازی گاز مایع و نفتا کمترین بازده اکسرژی را دارند. هم چنین معلوم شد که برج تقطیر اتمسفریک بیشترین پتانسیل بهبود اکسرژی را داراست. لذا راهکارهایی برای افزایش بازده اکسرژی پیشنهاد شد که از آن جمله می‌توان به تأثیر ورود مستقیم بخار تولید شده از ظرف پیش جداسازی به برج اتمسفریک، کاهش افت فشار کوره و افزایش فشار ورودی به مخزن تبخیر ناگهانی، افزایش نرخ جریان پمپ‌های برگشتی میانی برج اتمسفریک و تغییر محل ورود جریان پمپ‌های برگشتی میانی برج اتمسفریک اشاره کرد. هم چنین تأثیر آن‌ها در کاهش اتلاف انرژی و مصرف سوخت کوره‌های واحد نیز بررسی شد. درنتیجه‌های به‌دست ‌آمده حداکثر 1/6% افزایش و 2/03% کاهش و حداقل 0/1% افزایش و 0/65% کاهش به ترتیب در بازده اکسرژی و مصرف سوخت کوره‌ها، نسبت به حالت پایه مشاهده شد. هم چنین بهترین راهکار پیشنهادی ترکیب افزایش 15% نرخ جریان پمپ‌های برگشتی میانی برج تقطیر اتمسفریک به همراه افزایش دمای خوراک و کاهش بار حرارتی کندانسور آن است که منجر به بیشترین کاهش اتلاف انرژی به مقدار 3/22% می‌شود.

منابع و مأخذ:

[1] Nur Izyan, Z; Shuhaimi, M; Exergy Analysis for Fuel Reduction Strategies in Crude Distillation Unit, Energy; Vol. 66, PP. 891-897; 2014.
[2] Rivero, R; Application of the Exergy Concept in the Petroleum Refining and Petrochemical Industry, Energy Conversion and Management; Vol. 43, PP. 1199-1220; 2002.
[3] Sajedi, S.N; Masoumi, M.E; Movagharnejad, K;Exergetic Improvement and Environmental Impact Assessment of Crude Oil Distillation Unit of Shazand-Arak Oil Refinery, International Journal of Exergy; Vol. 16, No. 4, PP. 464-480; 2015.
[4] Al-Muslim, H; Dincer, I; Zubair, S.M; Exergy Analysis of Single- and Two- Stage Crude Oil Distillation Units, Journal of Energy Resources Technology; Vol. 125, PP. 199-207; 2003.
[5] Hussain, M.M; Baschuk, J.J; Li, X; Dincer, I;Thermodynamic Modeling of a PEM Fuel Cell Power System, International Journal of Thermal Sciences; Vol. 44, PP. 903-911; 2005.
[6] Rivero, R; Exergy Analysis of a Reactive Distillation MTBE Unit, Int.J. Applied Thermodynamics;4(2), pp. 85 – 92; 2001.
[7] Rivero, R; Rendon, C; Gallegos, S;Exergy and Exergoeconomic Analysis of a Crude Oil Combined Distillation Unit, Energy; Vol. 29, PP. 1909-1927; 2004.
[8] شهرکی، ف؛ کاوه، ع؛ بررسی سینی به سینی تلفات اکسرژی برج تقطیر اتمسفری نفت خام و مقایسه آن با بررسی کلی تلفات اکسرژی برج، نهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، دانشگاه علم و صنعت؛ 1383.
[9] Doledersum, A;Exergy Analysis Proves Viability of Process Modifications, Energy Conversion and Management; Vol. 39, PP.1781-1789; 1998.
[10] Olakunle, M; Oluyemi, Z; Olawale, A; Adefila, S;Distillation Operation Modification with Exergy Analysis, Journal of Emerging Trends in Engineering and Applied Sciences; Vol. 2, PP. 56-63; 2011.
[11] Wall, G;Exrgy- a Useful Concept Within Resource Accounting, Institute of Theoretical Physics, Chalmers University of Technology and University of Gӧteborg; Report No.77-42 Gӧteborg, Sweden; 1977.
[12] هراتی، ف؛ بهبود بازده انرژی در پالایشگاه‌های گاز طبیعی به کمک تجزیه‌ی اکسرژی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تهران؛ 1388.
[13] Szargut, J; Morris, D.R; Steward, F.R;Exergy Analysis of Thermal, Chemical and Metallurgical Processes, New York: Hemisphere Publishing Corporation; 1988.
[14] Saidur, R; Ahamad, J.U; Masjuki, H.H;Energy, Exergy and Economic Analysis of Industrial boilers, Energy Policy; Vol. 38, PP. 2188-2197; 2010.
[15] Gong, M;Exergy analysis of a pulp and paper mill, International Journal of Energy Research; Volume 29, pp. 79 – 93; 2005.
[16] Gong, M;Wall, G; on Exergetics, Economics and Optimization of Technical Processes to Meet Enviromental Conditions, International Conference on TAIES 97, Beijing(china); PP.453-460; 1997.
[17] Errico, M; Tola, G; Mascia, M;Energy Saving in a Crude Distillation Unit by a Preflash Implementation, Applied Thermal Eng; Vol. 29, PP. 1642-1647; 2009.
[18] Sinnott, R.K; Coulson, J.M; Richardson, J.F;Chemical Engineering Design,4th Ed, Oxford: Elsevier Butterworth- Heinemann; 2005.
[19] مشهدی رفیعی، س؛ بررسی امکان عملی اصلاح برج تقطیر اتمسفری پالایشگاه اصفهان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس؛ 1375.
[20] Golden, S.W; White, S;Increasing crude unit preheat, PTQ, issue Q1; 2006.