12800

12800

بهينه‌سازي فرآيند توليد LNG

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي گرايش طراحي شبيه‌‌سازي و كنترل فرآيندها

بهمن 1392

بهمن 1392

دكتر صادقي

چكيده گاز طبيعي به علت توليد كم گازهاي گلخانه¬اي و همچنين منابع بسيار آن، در حدود 30% از انرژي جهان را تامين مي نمايد. انتقال گاز طبيعي براي مسافت هاي طولاني، از طريق مايع سازي و تبديل آن به LNG صورت مي¬پذيرد. از طرف ديگر، مصرف انرژي فرايند مايع¬سازي بسيار بالا بوده و هرگونه كاهش در مصرف انرژي، سبب كاهش هزينه¬هاي عملياتي و هزينه هاي ثابت مي¬گردد. بنابراين هدف از اين تحقيق، بهينه¬سازي فرايند توليد LNG است. در اين پژوهش مهمترين فرايندهاي صنعتي توليد LNG، شامل: DMR، SMR-APCI، MFC،C3MR،SMR-Linde مورد بررسي قرار گرفته و با درنظر گرفتن شرايط اقتصادي، ايمني و عملكرد كمپرسورها، فرايند تك مرحله اي شركت Linde به عنوان فرايند مناسب براي ظرفيت متوسط(kmol/hr)25120 انتخاب و بهينه گرديده¬است. براي بهينه سازي فرايند از دو الگوريتم بهينه‌سازي تك هدفه و چندهدفه استفاده شده است. تابع هدف براي بهينه‌سازي تك هدفه، مجموع كار كمپرسورها تقسيم بر ميزان توليد در نظر گرفته شده است و توابع هدف براي الگوريتم چندهدفه، مجموع كار كمپرسورها و مجموع سطح انتقال حرارت ضرب‌در ضريب كلي انتقال حرارت تعريف شده است. براي بهينه سازي تك هدفه از روش (SCE ) و براي چند هدفه از روش ( NSIWOII) استفاده گرديده است. نتايج حاصل از بهينه سازي تك هدفه كاهش 26/9% در كار كمپرسورها و براي بهينه سازي چند هدفه كاهش 28/8% ازكار كمپرسورها و همزمان كاهش 92/23% در ميزان سطح انتقال حرارت را نشان مي دهد. بر اين اساس، ميزان هزينه¬هاي ساليانه كاسته شده در روش بهينه سازي تك هدفه 108×8/1 دلار و در بهينه ساز چند هدفه 108×77/6 دلار بدست آمده است. اين نتايج نشان مي دهد كه كاهش ميزان سطح انتقال حرارت، در كاهش هزينه¬هاي ساليانه از اهميت بسياري برخوردار است. واژه‌هاي كليدي: بهينه¬سازي تك هدفه، بهينه سازي چند هدفه، SCE، LNG، NSIWOII