عنوان پایان‌نامه
طراحی و بهینه سازی واحد های یک پارچه تولید اتان و پروپان با سامانه خود تبرید
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندها
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1193.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 55153
- تاریخ دفاع
- ۲۸ شهریور ۱۳۹۱
- دانشجو
- فرید صادقیان جهرمی
- استاد راهنما
- مهدی مهرپویا
- چکیده
- در این پایان¬نامه ابتدا عملکرد بهینه¬ی سیکل¬های تبرید مورد استفاده در واحدهای NGL معرفی و بررسی¬های لازم برروی آن¬ها انجام می¬شود. فازهای 4 و 5 پارس جنوبی شبیه¬سازی شده و داده¬های به¬دست آمده از شبیه ساز با داده¬های موجود مقایسه شده و مشخص می¬شود که داده¬های به¬دست آمده از شبیه¬ساز با داده¬های موجود بسیار نزدیک هستند. در نتیجه می¬توان از داده¬های فرآیندی شبیه¬ساز برای طراحی فرآیند جدید استفاده کرد. سپس به ارائه‌ی یک فرآیند جدید پرداخته می¬شود که در آن سامانه¬ی خود تبرید جایگزین سامانه¬ی تبرید خارجی پروپان شده¬است. نتایج نشان می¬دهند که با استفاده از این ساختار می¬توان به درصدهای بازیافت اتان بالای 90 % به¬ازای مصرف پایین¬تر انرژی دست یافت. در این فرآیند جدید مقدار بازیافت متان و اتان به¬ترتیب حدود 25/1 و 88/40 درصد افزایش یافته است. همچنین مقدار کار مصرفی در فرآیند نسبت به فازهای 4 و 5 پارس جنوبی حدود 82/10 درصدکاهش یافته است که این به¬دلیل عملکرد یکپارچه فرآیند در مقایسه با ساختار مشابه می¬باشد. در ادامه به تحلیل اکسرژی این واحد بازیافت اتان پرداخته می¬شود و نتایج آنالیز اکسرژی نشان می¬دهد که شیرهای انبساط و برج¬ها بیشترین بازگشت¬ناپذیری را دارند اما برگشت¬ناپذیری مبدل¬های حرارتی چند جریانه در حد قابل قبولی است. در ادامه به آنالیز فرآیند پرداخته می¬شود. هدف از این کار بررسی تغییرات کار مصرفی فرآیند به¬ازای تغییرات شرایط است. نتایج نشان دادند که فشار، دما و شدت جریان سیال فرآیندی سه متغیری عملیاتی هستند که می¬توانند عملکرد فرآیند را تحت تأثیر قرار دهند. سپس به بهینه¬سازی فرآیند بر اساس پارامترهای ذکر شده در محدوده¬ی مجاز پرداخته می¬شود که نتایج نشان می¬دهند که کار مصرفی فرآیند می¬تواند کاهش یابد.
- Abstract
- In this project at first, performance of the refrigeration cycles applied in NGL units is considered and introduced. The ethane recovery unit in phases 4 & 5 is modified and data obtained from simulation compared with existing data additionally, it is determined that the data obtained from the simulation was in close relation with existing data. As result, the process data that is obtained from simulator can be used to design a new process. In the novel designed process, a self-refrigeration system is replaced with external propane refrigeration. The results show that with this structure ethane recovery can be achieved more than 90 % with low energy consumption, plus methane recovery, ethane and recoveries are increased respectively about 1.25 and 40.88 percentages. Also, the amount of power consumed in this process has decreased about 10.82% that is due to better integration of process campared with similar structures. Then, the exergy analysis applied to ethane recovery unit, showed that expansion valves and towers have the most irreversibility on the contrast the irreversibility of the multi-stream heat exchangers were at the acceptable range finally The the process was analyzed. The purpose of this thesis is to investigate the power consumption of the novel introduced process by varying operational conditions. The results showed that the pressure, temperature and stream flow rates are three operational variables that can affect the performance of the process therefore the process is optimized with genetic algorithm based on variables in the allowable range.
