6539

بررسي روش هاي چيدماني مبتني بر ماتريس جداسازي به منظور جايگزيني فرآيند تقطير نفت خام

۱۳۹۷

دكتر نوراله كثيري

دكتر اميرحسين خليلي گركاني

توليد جهاني نفت در سال 2007 حدود 81 ميليون بشكه در روز بوده است و تقطير نفت خام انرژي معادل %2 نفت خام توليدي (حدود 6/1 ميليون بشكه در روز) را مصرف مي‌كند. در نتيجه فرآيند تقطير نفت خام در زمره فرآيندهاي با مصرف انرژي بالا است. با اينكه پالايشگاه‌هاي كه در سراسر جهان فعاليت مي‌كنند نفت خام‌هاي مختلف را پالايش مي‌كنند ولي داراي يك پيكربندي تقريباً يكسان هستند كه براي بيش از 75 سال استفاده شده است. اخيراً در بسياري از كشورها براي به حداقل رساندن گرمايش جهاني، كه عمدتاً ناشي از مصرف سوختهاي فسيلي مي‌باشد، توجه ويژهاي به موضوع صرفه¬جويي در مصرف انرژي شده است. با عنايت به اين چالش‌ها، بحث انتگراسيون حرارتي جاذبه‌ي زيادي براي محققين پيداكرده است و مطالعات بسياري در اين زمينه انجام‌شده است. روش‌هاي متعددي براي بهبود اين فرآيند پيشنهاد شده است كه برخي با افزودن تجهيزات جانبي مانند پمپ‌هاي جانبي، عاري سازهاي جانبي، درام يا ستون پيش تبخير، و برخي با تغيير در چيدمان برج¬هاي تقطير نفت خام مانند بهره‌گيري از چيدمان‌هاي تقطير توزيع‌شده، تقطير پيشرونده، كاهش‌يافته، پايه و غير پايه به اين مهم دست‌يافته‌اند اما برخي از اين چيدمان‌ها هنوز به مرحله‌ي صنعتي شدن نرسيده‌اند. هم‌چنين با توجه به اين‌كه فرآيند تقطير نفت خام جزئي از يك صنعت بالادستي مي‌باشد، اگر بتوان به كاهش مصرف انرژي و به‌تبع آن كاهش قيمت تمام‌شده محصولات اين واحد دست‌يافت، مي‌توان شاهد كاسته شدن قيمت ساير محصولات پايين‌دست بود. يكي از روش‌هاي كاهش مصرف انرژي در فرآيند پالايش نفت، معرفي چيدمان‌هاي جديد به‌منظور جايگزيني فرايند فعلي است. روش‌هاي ماتريسي كه بر اساس ماتريس جداسازي بناشده‌اند كاربرد فزاينده‌اي در حوزه سنتز چيدمان‌هاي مختلف فرايندهاي جداسازي شامل برج¬هاي تقطير متعدد پيداكرده‌اند. اين روش‌ها كه ساليان درازي از ابداع آن‌ها نمي‌گذرد امروزه امكان در برگرفتن بخش قابل‌توجهي از سناريوهاي جداسازي تقطيري را دارا بوده و مي‌توانند اغلب الگوهاي صنعتي را نيز به‌طور خودكار سنتز نمايند. تعيين چيدمان بهينه‌ي برج¬هاي تقطير يكي از روش‌هاي مؤثر در بهينه‌سازي مصرف انرژي به‌حساب مي‌آيد. يافتن بهترين چيدمان برج¬هاي تقطير كه براي جداسازي يك خوراك چند جزئي به كار مي‌رود امري حائز اهميت است. با توجه به پيچيده بودن مسئله سنتز فرآيند نياز به يك روش الگوريتمي و سيستماتيك مي‌باشد كه روش ماتريسي براي توليد فضاي جستجوي چيدمان‌هاي برج تقطير ارائه‌شده است. با عنايت به قابليت‌هاي اين روش، مي‌توان از آن براي بهبود فرآيند تقطير نفت خام بهره گرفت. ازاين‌رو به بيان حالات چيدماني پايه، معادل حرارتي، معادل ترموديناميكي، كاهش‌يافته و داراي برج ديواره تقسيم براي برج تقطير اتمسفريك ميعانات گازي پرداخته‌شده است كه نويد يك پتانسيل قوي جهت كاهش مصرف انرژي را مي‌دهد.

9/30/2019 12:00:00 AM

65758

1398/07/22