افزايش ظرفيت واحد تقطير در پالايشگاه نفت با طراحي مجدد

 براي توضيحات بيشتر و دانلود كليك كنيد

افزايش ظرفيت واحد تقطير در پالايشگاه نفت با طراحي مجدد

دسته: مكانيك
بازديد: 1 بار
فرمت فايل: doc
حجم فايل: 3187 كيلوبايت
تعداد صفحات فايل: 146

هدف از اين پايان نامه افزايش ظرفيت واحد تقطير در پالايشگاه نفت آبادان با طراحي مجدد مي باشد كه در آن رفع تنگناها مورد بررسي قرار مي گيرد

قيمت فايل فقط 125,000 تومان



دانلود پايان نامه كارشناسي ارشد مهندسي مكانيك گرايش سيستمهاي انرژي

افزايش ظرفيت واحد تقطير در پالايشگاه نفت با طراحي مجدد

چكيده

واحد تقطير نفت خام يكي از مهمترين وبحراني ترين واحد هاي عملياتي هـر پـالايشـگاه مي باشد . اين واحد غالباً نيازمند تجديد نظر در طراحي ساختار (Revamping) يا ايجاد تغييرات اندك در وضعيّت موجود آن بدون نياز به كاهش يا افزايش دستگاههاي اساسي فرآيند (Retrofiting)   جهت دست يابي به ظرفيت بالاتر ، استحصال بيشتر فرآورده هاي مورد نظر ، كيفيت بالاتر و معمولاً سود اقتصادي بيشتر است.  برداشتن محدوديّت ها و رفع گلوگاه از قابليّتهاي موجود معمولاً رايجترين روش جهت رسيدن به اهداف فوق با پذيرش كمترين ريسك مي باشد.

اولين گام در تمامي پروژه هاي افزايش ظرفيت شناسايي قابليّتها و محدوديّتهاي سيستم موجــود مي باشد. در اين پروژه نيز محدوديّتهاي اساسي زير شناسايي گرديد: 

1) توان بازيافت حرارت از جريان نفت سفيد گردشي ( Kerosene Pump Around Duty )

2) بروز پديده طغيان (Flooding)  در برج تقطير اتمسفري

3) توان حرارتي كوره

آنگاه با اِعمال روش تقطير پيشرفته و نصب يك برج پيش تفكيك به جاي ظرف Pre-flash Drum  امكان رفع محدوديّتهاي مذكور فراهم گرديد.تجزيه و تحليل مطالب با شبيه سازي واحد موجود انجام گرفت و نتايج درخور توجهي به دست آمد. محدوديّتهاي ياد شده فوق مرتفع شده ، امكان افزايش ظرفيّت حاصل گرديد. مزاياي اقتصادي ناشي از آن نيز قابــل تـوجـه مي باشد.

واژگان كليدي:

تقطير نفت خام

افزايش ظرفيّت

تقطير پيشرفته

برج پيش تفكيك

پيش گرمايش نفت خام

مقدمه 

هنگامي كه يك شركت پالايشي تصميم به افزايش ظرفيت مي گيرد طبيعتاً اولين واحدي كه بايد مورد ارزيابي قرار گيرد واحد تقطير يا اصطلاحاً ( Topping Unit )  مي باشد . سعي در برداشتن گلوگاهها از امـكانات و قابليتهاي موجــود كــه غالباً Retrofit Design   گفته مي شود ، كم هزينه ترين و سريعترين راه جهت دستيابي به ظرفيتهاي توليد بالاتر با قبـــول كمــتريـن ريسك مي باشد.

بالا رفتن قيمت محصولات نفتي و به تبع آن هزينه هاي انرژي كه به علت تحولات سياسي و بين المللي صورت گرفته است باعث شد تا كشورهاي صنعتي كه بزرگترين مصرف كنندگان انرژي در جهان هستند تلاشهاي بسياري را به منظور بهينه سازي صنايع نفتي و پتروشيميايي كه بزرگترين و پر مصرف ترين صنايع از لحاظ مصرف انرژي مي باشند ، انجام دهند . 

نتيجه اين تلاشها عمدتاً به دو صورت زير بيان مي گردد :

1) كاهش مصرف انرژي به روش استفاده بهينه از انرژيهاي موجود در واحد صنعتي مورد بحث

2) تجديد نظر در طراحي و ساختار واحدهاي نفتي و پتروشيمي

معمولاً در روش اول نيازبه انجام تغييرات اساسي در ساختار واحد نمي باشد لذا هزينه هاي انجام شده كمينه خواهد بود . در حاليكه در روش دوم غالباً نياز به انجام يك سري تغييرات جهت دستيابي به هدف مورد نظر مي باشد . در اين بحث ابتدا مروري بر تئوري موجود در تقطير معمولي خواهيم داشت. آنگاه به شرح تقطير پيشرفته (Progressive distillation) و روشهاي ممكن جهت اِعمال و به كارگيري آن (در واحد تقطير 100 پالايشگاه آبادان) خواهيم پرداخت. سپس با انجام شبيه سازي شرايط مختلف فرايندي و ميزان مصرف انرژي را در دو حالت تقطير معمولي و پيشرفته مقايسه خواهيم كرد. همچنين توضيح مختصري در رابطه با شبيه سازي و نحوه انجام آن براي واحد مورد بحث داده خواهد شد.

فهــرســــــــــــت

مقدمه . . . 1

فصل اول تقطير نفت خام

1 – 1 )  تقطير نفت خام . . . . 4

1 – 2 )  نمك زدايي از نفت خام  . . . . 8

1 – 3 ) واحد سبك زدايي اتمسفري . . . 12

1 – 4 ) تقطير در خلأ . . . 16

1 – 5 ) تجهيزات كمكي . . . 18

1 – 6 ) فرآورده هاي واحد تقطير نفت خام . . 19

فصل دوم       تقطير پيشرفته

2 – 1 )  تقطير پيشرفته . . . 22

روشهاي ممكن جهت اِعمال و به كارگيري تقطير پيشرفته نفت خام

فصل سوم      مدل سازي و شبيه سازي

3 – 1 )  مدل سازي و شبيه سازي . . . 28

3 – 2 )  كاربردهاي شبيه سازي . . . 29

3 – 3 )  كاربردهاي نوين شبيه سازي . . . 31

3 – 4 )  ارتباط با نرم افزارهاي ديگر . . . 32

فصل چهارم واحد تقطير 85  پالايشگاه آبادان 

4 – 1 ) هدف از ايجاد واحد تقطير 85  پالايشگاه آبادان. . 34

4 – 2 ) خوراك و محصولات واحد . . 34

4 – 3 ) سرويسهاي جانبي  ( Utilities ) . . . 42

4 – 4 ) شرح فرآيند . . . 42

4 –  4 – 1 ) تقطير جزء به جزء نفت خام . . 42

4 –  4 – 2 ) تقطير نفتا . . 48

4 – 5 ) افزايش ظرفيت  . . . 51

4 – 6 ) انجام تغييرات ( Revamping ) . . 53

4 – 7 ) شرح فرآيند واحد پس از انجام تغييرات . . 56

فصل پنجم انجام شبيه سازي ، شناسايي محدوديّتها 

5 – 1 ) ) واحد 100 پالايشگاه آبادان پس از انجام تغييرات ( Revamping) 60

5 – 1 ) انجام شبيه سازي و بررسي نتايج . . . 60

5 – 1 – الف ) شبيه سازي واحد به شكل طراحي اوليه ( قبل از انجام

تغييرات – با ظرفيت 130000  بشكه در روز ) 63

5 – 1 – ب ) شبيه سازي واحد به شكل بعد از انجام تغييرات 75

مطالعة 1  (شناسايي تنگناها) . . . 75

فصل ششم  اِعمال روش تقطير پيشرفته جهت افزايش ظرفيت

6 – 1 )  مقدمه . . . 90

6 – 2 )  بررسي امكان بكارگيري روش تقطير پيشرفته 

در واحد تقطير 100 پالايشگاه آبادان . . 92

مطالعة 2 . . . 93

فصل هفتم  محاسبات اقتصادي

7 – 1 )  هزينه هاي سرمايه گذاري . . .           106

7-1-1 ) قيمت خريد و نصب برج پيش تفكيك .           106

7-1-2 ) قيمت خريد و نصب پمپ . .           107 7-1-3 ) كل هزينه هاي سرمايه گذاري . .           107

7 – 2 )  درآمدهاي  ناشي از انجام طرح . .           108

7-2-1 ) درآمد ناشي از افزايش ظرفيّت . .           108

7-2-2 ) درآمد حاصل از كاهش مصرف سوخت. .           109

7 – 3 )  سود ناشي از انجام طرح . .           109

فصل هشتم نتيجه گيري  

8 – 1 ) نتايج ضمني . . .           111

8 – 2 ) نتايج اصلي . . .           111

فهرست منابع  فارسي . . .           113

فهرست منابع  غير فارسي . . .           114  

چكيده انگليسي . . .           115

فهــرســــــــــــت جدولها

جدول ( 1 – 1 ) گستره هاي جوش اجزاء نفت خام نوعي 5

جدول ( 1 – 2 ) نقاط برش TBP  براي بخشهاي مختلف نفت خام 7

جدول ( 1 – 3 ) مقادير آب مورد نياز براي نفت خامهاي مختلف 10

جدول ( 4 – 1 ) مشخصات نفت خام 36

جدول ( 4 – 2 ) مشخصات فرآورده هاي مختلف و ميزان توليد هركدام 

( بر مبناي  130000  بشكه در روز ) 39

جدول ( 4 – 3 ) تقطير فرآورده هاي مختلف بر اساس آزمايش 

استاندارد ASTM D-86 40

جدول ( 5 – 1 ) نتايج حاصل از مطالعه 1 75

جدول ( 5 – 2 ) ميزان استحصال فرآورده هاي مختلفدر ظرفيت 180000 بشكه در روز 84

جدول ( 6 – 1 ) بارحرارتي كوره و برخي مبدّلها ( در ظرفيت  180000 بشكه در 

روز حاصل از شبيه سازي كل واحد برمبناي فرضيه مورد بحث ) 94

جدول ( 6 – 2 ) مقايسه حد اكثر دبي مولي بخار و مايع درون برج تقطير اتمسفري

 براي دوحالت فعلي و پس از نصب برج پيش تفكيك 95

جدول ( 7 – 1 ) قيمت نفت خام ، فراورده ها و درآمد حاصل از افزايش ظرفيت واحد

 به ميزان 20000  بشكه در روز 108

فهــرســــــــــــت نمودارها

نمودار ( 1 – 1 ) رابطه بين نقاط جوش متوسط حجمي و نقاط جوش ميانگين 6

نمودار ( 1 – 2 ) رابطه بين نقاط جوش متوسط حجمي و نقاط جوش متوسط مولي 6

نمودار ( 4 – 1 ) نقاط جوش واقعي نفت خام ( True Boiling Point ) 35

نمودار ( 4 – 2 ) درصد استحصال فرآورده هاي مختلف از نفت خام-  مورد انتظار طراحي 38

نمودار ( 5 – 1 ) مقايسه ميزان استحصال فرآورده هاي مختلف( شبيه سازي و عملياتي ) 70

نمودار ( 5 – 2 ) درصد استحصال فرآورده هاي مختلف از نفت خام( شبيه سازي ) 70

نمودار (5 – 3 ) مقايسه نقاط اشتعال فرآورده هاي مختلف ( شبيه سازي و عملياتي ) 71

نمودار ( 5 – 4 ) مقايسه تقطير نفتاي سبك بر مبناي آزمايش 

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 72

نمودار ( 5 – 5 ) مقايسه تقطير نفتاي ريفورمر بر مبناي آزمايش 

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 72

نمودار ( 5 – 6 ) مقايسه تقطير نفتاي سنگين بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 73

نمودار ( 5 – 7 ) مقايسه تقطير نفت سفيد بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 73

نمودار ( 5 – 8 ) مقايسه تقطير گازوئيل بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 74

نمودار ( 5 – 9 ) مقايسه تقطير ته مانده برج تقطير اتمسفري بر مبناي

آزمايش استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 74

نمودار ( 5 – 10 ) پروفيل دبي مولي بخار و مايع درون برج تقطير اتمسفري قبل از 

افزايش ظرفيت ( با ظرفيت 130000  بشكه در روز) 78

نمودار ( 5 – 11 ) پروفيل دبي مولي بخار و مايع درون برج تقطير اتمسفري بعد از 

افزايش ظرفيت ( با ظرفيت 180000  بشكه در روز) 79

نمودار ( 5 – 12) درصد استحصال فرآورده هاي مختلف – 

در ظرفيت  180000  بشكه در روز 84

نمودار ( 5 – 13) مقايسه تقطير نفتاي سبك بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 85

نمودار ( 5 – 14) مقايسه تقطير نفتاي ريفورمر بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 85

نمودار ( 5 – 15) مقايسه تقطير نفتاي سنگين بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 86

نمودار ( 5 – 16) مقايسه تقطير نفت سفيد بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 86

نمودار ( 5 – 17) مقايسه تقطير گازوئيل بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 87

نمودار ( 5 – 18) مقايسه تقطير ته مانده برج تقطير اتمسفري بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي ) 88

نمودار ( 5 – 19) مقايسه نقاط اشتعال فرآورده هاي مختلف بر مبناي آزمايش 

استاندارد  ASTM D-93  ( شبيه سازي و عملياتي ) 89

نمودار ( 6 – 1 ) پروفيل دبي مولي بخار و مايع درون برج تقطير اتمسفري پس از نصب

 برج پيش تفكيك ( با ظرفيت 180000  بشكه در روز) 96

نمودار ( 6 – 2 ) مقايسه ميزان قابل حصول فرآورده هاي مختلف 

( حاصل از شبيه سازي و طراحي)          100

نمودار ( 6 – 3 ) درصد قابل حصول فرآورده هاي مختلف ( حاصل از شبيه سازي ) 100

نمودار ( 6 – 4 ) مقايسه تقطير نفتاي سبك بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي )          101

نمودار ( 6 – 5 ) مقايسه تقطير نفتاي ريفورمر بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي )          101

 نمودار ( 6 – 6 ) مقايسه تقطير نفتاي سنگين بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي )          102

نمودار ( 6 – 7 ) مقايسه تقطير نفت سفيد بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي )          102

نمودار ( 6 – 8 ) مقايسه تقطير گازوئيل بر مبناي آزمايش

استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي )         103

نمودار ( 6 – 9 ) مقايسه تقطير ته مانده برج تقطير اتمسفري بر مبناي 

آزمايش استاندارد ASTM D-86 ( شبيه سازي و عملياتي )         103

نمودار ( 6 – 10) مقايسه نقاط اشتعال فرآورده هاي مختلف بر مبناي آزمايش

استاندارد  ASTM D-93   ( شبيه سازي و عملياتي )         104

فهــرســــــــــــت شكلها

شكل ( 1 – 1 ) شماتيك واحد نمك زدايي يك مرحله اي 8

شكل ( 1 – 2 ) شماتيك واحد نمك زدايي دو  مرحله اي 8

شكل ( 1 – 3 ) شماتيك يك نمك زدا 11

شكل ( 1 – 4 ) شكل واقعي يك نمك زدا 11

شكل ( 1 – 5 ) شماتيك يك برج تقطير اتمسفري 14

شكل ( 1 – 6 ) برج تقطير اتمسفري نفت خام 15

شكل ( 1 – 7 ) واحد تقطير در خلأ نفت خام 16

شكل ( 2 – 1 ) برج تقطير اتمسفري  نفت خام 22

شكل ( 2 – 2 ) نحوه توالي برجها در روش تقطير غير مستقيم 23

شكل ( 2 – 3 ) نحوه توالي برجها در روش تقطير مستقيم 24

شكل ( 2 – 4 ) شماي يك واحد تقطير پيشرفته ( پالايشگاه ميدر آلمان) 26

شكل ( 4 – 1 ) نمودار جريان خوراك و فرآورده هاي مختلف در واحدتقطير 85 

پالايشگاه آبادان در ظرفيت 130000  بشكه در روز 41

شكل ( 4 – 2 ) مسير پيش گرمايش نفت خام 44

شكل ( 4 – 3 ) ظرف پيش تبخير آني و موقعيت قرار گرفتن آن در مسير 

پيش گرمايش نفت خام 54

شكل ( 5 – 1 ) محيط اصلي شبيه سازي ( Main Case ) 64

شكل ( 5 – 2 ) بخش پيش گرمايش نفت خام 65

شكل ( 5 – 3 ) كوره و برج تقطير اتمسفري 66

شكل ( 5 – 4 ) محيط فرعي برج تقطير اتمسفري 67

شكل ( 5 – 5 ) بخش خنك نمودن محصولات خروجي از برج تقطير اتمسفري 68

شكل ( 5 – 6 ) بخش تقطير نفتا 69

شكل ( 5 – 7 ) محيط اصلي شبيه سازي ( Main Case ) 81

شكل ( 5 – 8 ) بخش پيش گرمايش نفت خام 82

شكل ( 5 – 9 ) كوره و برج تقطير اتمسفري 83

شكل ( 6 – 1 ) محيط اصلي شبيه سازي- پس از نصب Prefractionator 97

شكل ( 6 – 2 ) شبكه مبدّلهاي حرارتي پيش گرمكن نفت خام در وضعيّت جديد 98

شكل ( 6 – 3 ) برج تقطير اتمسفري كوره و برج پيش تفكيك جديد 99

قيمت فايل فقط 125,000 تومان



برچسب ها : افزايش ظرفيت واحد تقطير در پالايشگاه نفت با طراحي مجدد , افزايش ظرفيت واحد تقطير , افزايش كارايي واحد تقطير نفت خام , رفع تنگناهاي افزايش ظرفيّت واحد تقطير , افزايش ظرفيت واحد تقطير در پالايشگاه نفت , رفع محدوديتهاي افزايش ظرفيت واحد تقطير , دانلود پايان نامه تقطير نفت خام , دانلود پايان نامه تقطير پيشرفته نفت خام