پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان

word 3 MB 32579 124
مشخص نشده کارشناسی ارشد مهندسی شیمی
قیمت: ۱۶,۱۲۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • پایان نامه کارشناسی ارشد

    گرایش سیستم های انرژی 

    چکیده

              واحد تقطیر نفت خام یکی از مهمترین وبحرانی ترین واحد های عملیاتی هر پالایشگاه می باشد . این واحد غالباً نیازمند تجدید نظر در طراحی ساختار (Revamping) یا ایجاد تغییرات اندک در وضعیّت موجود آن بدون نیاز به کاهش یا افزایش دستگاههای اساسی فرآیند (Retrofiting)   جهت دست یابی به ظرفیت بالاتر ، استحصال بیشتر فرآورده های مورد نظر ، کیفیت بالاتر و معمولاً سود اقتصادی بیشتر است.  برداشتن محدودیّت ها و رفع گلوگاه از قابلیّتهای موجود معمولاً رایجترین روش جهت رسیدن به اهداف فوق با پذیرش کمترین ریسک می باشد.

    اولین گام در تمامی پروژه های افزایش ظرفیت شناسایی قابلیّتها و محدودیّتهای سیستم موجود می باشد. در این پروژه نیز محدودیّتهای اساسی زیر شناسایی گردید:

    توان بازیافت حرارت از جریان نفت سفید گردشی ( Kerosene Pump Around Duty )

    بروز پدیده طغیان (Flooding)  در برج تقطیر اتمسفری

    توان حرارتی کوره

    آنگاه با اِعمال روش تقطیر پیشرفته و نصب یک برج پیش تفکیک به جای ظرف Pre-flash Drum  امکان رفع محدودیّتهای مذکور فراهم گردید.

    تجزیه و تحلیل مطالب با شبیه سازی واحد موجود انجام گرفت و نتایج درخور توجهی به دست آمد. محدودیّتهای یاد شده فوق مرتفع شده ، امکان افزایش ظرفیّت حاصل گردید. مزایای اقتصادی ناشی از آن نیز قابل توجه می باشد.

     

    واژگان کلیدی: تقطیر نفت خام ، افزایش ظرفیّت ، پیش گرمایش نفت خام ، تقطیر پیشرفته ، برج پیش تفکیک

     

     

               هنگامی که یک شرکت پالایشی تصمیم به افزایش ظرفیت می گیرد طبیعتاً اولین واحدی که باید مورد ارزیابی قرار گیرد واحد تقطیر یا اصطلاحاً ( Topping Unit )  می باشد . سعی در برداشتن گلوگاهها از امکانات و قابلیتهای موجود که غالباً Retrofit Design   گفته می شود ، کم هزینه ترین و سریعترین راه جهت دستیابی به ظرفیتهای تولید بالاتر با قبول کمترین ریسک می باشد.

              بالا رفتن قیمت محصولات نفتی و به تبع آن هزینه های انرژی که به علت تحولات سیاسی و بین المللی صورت گرفته است باعث شد تا کشورهای صنعتی که بزرگترین مصرف کنندگان انرژی در جهان هستند تلاشهای بسیاری را به منظور بهینه سازی صنایع نفتی و پتروشیمیایی که بزرگترین و پر مصرف ترین صنایع از لحاظ مصرف انرژی می باشند ، انجام دهند . نتیجه این تلاشها عمدتاً به دو صورت زیر بیان می گردد :

     کاهش مصرف انرژی به روش استفاده بهینه از انرژیهای موجود در واحد صنعتی مورد بحث

    تجدید نظر در طراحی و ساختار واحدهای نفتی و پتروشیمی

              معمولاً در روش اول نیازبه انجام تغییرات اساسی در ساختار واحد نمی باشد لذا هزینه های انجام شده کمینه خواهد بود . در حالیکه در روش دوم غالباً نیاز به انجام یک سری تغییرات جهت دستیابی به هدف مورد نظر می باشد .

              در این بحث ابتدا مروری بر تئوری موجود در تقطیر معمولی خواهیم داشت. آنگاه به شرح تقطیر پیشرفته (Progressive distillation) و روشهای ممکن جهت اِعمال و به کارگیری آن (در واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان) خواهیم پرداخت. سپس با انجام شبیه سازی شرایط مختلف فرایندی و میزان مصرف انرژی را در دو حالت تقطیر معمولی و پیشرفته مقایسه خواهیم کرد. همچنین توضیح مختصری در رابطه با شبیه سازی و نحوه انجام آن برای واحد مورد بحث داده خواهد شد.

    تقطیر نفت خام

              دستگاههای تقطیر نفت خام ، نخستین واحدهای فرآورش عمده در پالایشگاه هستند . این دستگاهها برای تفکیک نفت خام به روش تقطیر به اجزایی بر حسب نقطه جوششان به کار  گرفته  می شوند ، بدین ترتیب که منابع خوراک هر یک از واحدهای فرآورش بعدی با توجه به مشخصه های مورد نیازشان تهیه می شوند . به منظور دستیابی به بازدهی های بالاتر و هزینه های پایینتر ، تفکیک نفت خام در دو مرحله صورت می گیرد :

    مرحله اول تفکیک جزء به جزء همه نفت خام در فشار جو 

    مرحله دوم ارسال باقیمانده دیر جوش مرحله اول به دستگاه تفکیک دیگری که تحت خلأ شدید عمل می کند .

              از دستگاه تقطیر در خلأ ، برای جداسازی قسمت سنگینتر نفت خام به اجزاء مختلف استفاده می شود ، زیرا دمای بالایی که برای تبخیر این قسمت سنگین در فشار جو لازم است موجب کراکینگ گرمایی آن می شود که خود موجب ضایعات ناشی از تولید گاز خشک ، و همچنین تغییر رنگ محصول و قشر بستن تجهیزات براثر تولید کک می شود .

     

     

    )  نمک زدایی از نفت خام

              چنانچه نمک موجود در نفت خام از  10 lb/ 1000 bbl  ( بر حسب مقدار NaCl  ) بیشتر باشد ، نفت خام باید نمک زدایی شود تا از قشر بستن و خوردگی براثر نمک در سطوح انتقال گرما و همچنین تولید اسیدها از طریق تجزیه نمکهای کلر دار جلوگیری به عمل آید . به علاوه ، برخی از فلزاتی که به صورت ترکیبات غیر آلی محلول در آب که با نفت خام تولید امولسیون نموده و سبب غیر فعال شدن کاتالیزور در واحدهای فرآورش کاتالیستی می شوند ، نیز ، در فرآیند نمک زدایی حذف می شوند

    گرایشی که برای پالایش نفت خامهای سنگینتر وجود دارد ، بر اهمیت نمک زدایی مؤثر نفت خام افزوده است . معیاری که برای نمک زدایی از نفت خام تا سالهای اخیر مورد  استفاده  قرار می گرفت ، حضور 10 lb  نمک یا بیشتر ( برحسب NaCl  ) در  1000 bbl  نفت خام بوده است . ولی اکنون بسیاری از شرکتها تمامی نفت خامها را نمک زدایی می کنند . در توجیه این عمل اضافی ، کاهش قشر بستن و خوردگی دستگاهها و افزایش طول عمر کاتالیزور عنوان می شود . در صورتی که مقدار نمک نفت خام بیش از 20  پوند در هر هزار بشکه باشد ، از نمک زدایی  دو مرحله ای استفاده می شود ، و در مواردی باقیمانده ها به روش کاتالیستی فرآورش می شوند ، برای برخی از نفت خامها از نمک زدایی سه مرحله ای استفاده می شود .

              نمک در نفت خام بصورت حل شده و یا بصورت بلورین و معلق در آب که با نفت خام امولسیون می دهد وجود دارد . اساس روش نمک زدایی از نفت خام ، شستشوی نمک موجود با آب است . در اینجا مسائلی در اختلاط مؤثر و اقتصادی آب و نفت و همچنین مرطوب سازی ذرات جامد معلق با آب و جدا سازی آب شستشو از نفت بروز می کند . pH  ، چگالی و ویسکازیته نفت خام  و همچنین نسبت حجم آب شستشو به حجم نفت خام در سهولت تفکیک و بازدهی مؤثرند .

              دومین هدف مهم از نمک زدایی ، حذف مواد جامد معلق در نفت خام است . این مواد معمولاً عبارتند از : ذرات ریز ماسه ، رس ، خاک و ذرات اکسید آهن و سولفید آهن جدا شده از خطوط لوله ، مخازن و نفت کشها ، و سایر منابع آلاینده ، که در مرحله انتقال ویا بهره  برداری  وارد  نفت  خام  می شوند .  %60  و  یا  حتی  % 80 کل  ذرات  جامد  معلق  بزرگتر از  8/0  میکرون  باید حذف شوند .

              نمک زدایی به روش اختلاط نفت خام با 3  تا  10  درصد حجمی آب ، در دماهای  90 تا 150 درجه سانتی گراد انجام می شود . نسبت آب به نفت خام و نیز دمای انجام این عملیات ، توابعی از چگالی نفت خام هستند .

    (جداول در فایل اصلی موجود است)

    Abstract

    Crude distillation is one of the central and critical operating processes in a petroleum refinery and often revamping or retrofitting of the atmospheric column is necessary to increase throughput, fractionation product yield and quality and, ultimately, profit. Existing facility debottlenecking is an attractive method for increasing production with a minimum risk.

    The aim of this work is to examine and to show the effect of the adding a prefractionator tower at the upstream of the atmospheric tower of on the energy conditions of the unit .

    Preflash column  is a distillation tray tower. It operates at around 180-200 Deg C  with 4 barg top pressure. Located in Crude preheat train at a place where Crude is likely to attain about 180-200 Deg C, it separates water vapor, LPG and Naphtha fractions from the Crude as products.

    From the bottom of the preflash column, remaining Crude will continue to go through the preheat train, fired heater and then to the flash zone of the Crude Column.

    Because of eliminating all of the light ends ,LPG and most of Naphtha from the Crude, thereby reducing the load on the atmospheric Crude tower, heater and Kerosene pumparround cooler duty.

    The plant is considered including its exchanger network, the furnace and the main column which is characterised by two pumparound and two side strippers.

    The analysis started from a simulation of existing plant: all the data utilized in the simulation were obtained from the plant considered at steady state condition and with the most frequent product specifications. The simulation is implemented, by means the ”HYSYS REFINERY” software. The feed was characterised by exploiting the true boiling point (T.B.P.) curve of the crude, whereas the products were identified by means of the corresponding ASTM-D86 curve. Good agreement was obtained between the field data and the model calculated ones.

    The first step in any revap or retrofit is to properly determine the unit’s capabilities and limits. The atmospheric column performance limited crude throughput and product yields. Simulation analysis showed that the major equipment limitations (on the mentioned plant) is :

     

    Duty of Kerosene Pump Around and related exchangers

    Furnace Duty

    Atmospheric column diameter

     

    The results obtained show that this solution can be economical. In the other word, doing this idea will increase the plant throughput with corresponding advantages in the economy.

     

    Keywords: Revamping, Preflash, Prefractionator, Progressive Distillation, Crude Distillation

  • فهرست:

    فصل اول                                               تقطیر نفت خام 

                1 – 1 )  تقطیر نفت خام                .           .           .           .                                   4

                1 – 2 )  نمک زدایی از نفت خام     .           .           .           .                                   8

                1 – 3 ) واحد سبک زدایی اتمسفری             .           .           .                                   12

                1 – 4 ) تقطیر در خلأ                               .           .           .                                   16

                1 – 5 ) تجهیزات کمکی                            .           .           .                                   18

                1 – 6 ) فرآورده های واحد تقطیر نفت خام                 .           .                                   19

     

    فصل دوم                                        تقطیر پیشرفته

    2 – 1 )  تقطیر پیشرفته                             .           .           .                                   22

     

    فصل سوم                                       مدل سازی و شبیه سازی

                3 – 1 )  مدل سازی و شبیه سازی              .           .           .                                   28

                3 – 2 )  کاربردهای شبیه سازی                   .           .           .                                   29

                3 – 3 )  کاربردهای نوین شبیه سازی            .           .           .                                   31

                3 – 4 )  ارتباط با نرم افزارهای دیگر             .           .           .                                   32

     

    فصل چهارم                               واحد تقطیر 85  پالایشگاه آبادان

                4 – 1 ) هدف از ایجاد واحد تقطیر 85  پالایشگاه آبادان.            .                                   34

                4 – 2 ) خوراک و محصولات واحد                            .           .                                   34

                4 – 3 ) سرویسهای جانبی  ( Utilities )    .           .           .                                   42

                4 – 4 ) شرح فرآیند                                  .           .           .                                   42

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

                            4 –  4 – 2 ) تقطیر نفتا                            .           .                                   48

                4 – 5 ) افزایش ظرفیت                              .           .           .                                   51

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

                4 – 7 ) شرح فرآیند واحد پس از انجام تغییرات           .           .                                   56

    فصل پنجم                      انجام شبیه سازی ، شناسایی محدودیّتها

     

                5 – 1 ) ) واحد 100 پالایشگاه آبادان پس از انجام تغییرات ( Revamping)                      60

    5 – 1 ) انجام شبیه سازی و بررسی نتایج       .           .           .                                   60

                            5 – 1 – الف ) شبیه سازی واحد به شکل طراحی اولیه ( قبل از انجام                                                       تغییرات – با ظرفیت 130000  بشکه در روز )                              63

                            5 – 1 – ب ) شبیه سازی واحد به شکل بعد از انجام تغییرات                             75

                            مطالعه 1  (شناسایی تنگناها)          .           .           .                                   75

    فصل ششم                     اِعمال روش تقطیر پیشرفته جهت افزایش ظرفیت

                6 – 1 )  مقدمه                                        .           .           .                                   90

                6 – 2 )  بررسی امکان بکارگیری روش تقطیر پیشرفته

    در واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان             .           .                                   92

                            مطالعه 2                                    .           .           .                                   93

    فصل هفتم                                  محاسبات اقتصادی

                7 – 1 )  هزینه های سرمایه گذاری               .           .           .                                106

                            7-1-1 ) قیمت خرید و نصب برج پیش تفکیک            .                                 106

    7-1-2 ) قیمت خرید و نصب پمپ               .           .                                107 7-1-3 ) کل هزینه های سرمایه گذاری    .           .                                 107

                7 – 2 )  درآمدهای  ناشی از انجام طرح                     .           .                                 108

    7-2-1 ) درآمد ناشی از افزایش ظرفیّت          .           .                                 108

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

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

    فصل هشتم                                 نتیجه گیری 

                8 – 1 ) نتایج ضمنی                                 .           .           .                                 111

                8 – 2 ) نتایج اصلی                                  .           .           .                                 111

     

    فهرست منابع  فارسی                                            .           .           .                                 113

    فهرست منابع  غیر فارسی                                       .           .           .                                 114 

    چکیده انگلیسی                                                    .           .           .                                 115

     

    منبع:

     

    مهدی بصیر ، م. و پورسیّد ، م . ، 1380 ، پالایش نفت ( فن آوری و اقتصاد ) ، تهران ، مرکز نشر دانشگاهی 

    مولوی ، ح . و حسن پور، ح . ، 1383 ،  طراحی و شبیه سازی فرآیندهای شیمیایی با نرم افزار Hysys ، تهران ، طراح 

    اسکندری ، ا . ، 1385 ،  برآورد قیمت دستگاهها و تجهیزات صنایع پالایش، گاز و پتروشیمی ، تهران ، روزبهان

    یاسینی ، ب . و کارگر نجفی ، م . ، بکارگیری تکنولوژی Preflash  ، مجله فرآیند نو ، شماره 1 ، ص 37

     

     

    فهرست منابع غیر فارسی

     

    Nelson ,W. L.,1958 , Petrolum Refinery Engineering ,McGRAW-Hill

    Ludwig , Ernest E . , 1984 , Applied Process Design for Chemical and Petrochemical Plants , Gulf Publication Company , Houston , USA

    Martin, G.R., “Keeping down the cost of revamp investment”, Petroleum Technology Quarterly Summer 1999 issue. pp. 99-107

    M. Errico , G. Tolla And M. Mascia, “Energy saving in a crude distillation unit by a preflash implementation”,  Department of energy, University of Cagliari, Italy

    H. P. Loh., “Process Equipment Cost Estimation”, National Energy Technology Center, January, 2002


تحقیق در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , مقاله در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , پروپوزال در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , تز دکترا در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , مقالات دانشجویی درباره پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , پروژه درباره پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , گزارش سمینار در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان , رساله دکترا در مورد پایان نامه رفع تنگنا های افزایش ظرفیّت واحد تقطیر 100 پالایشگاه آبادان

پایان‌نامه مقطع‌کارشناسی‌ارشد رشته: مهندسی شیمی چکیده. در طراحی شبکه مبدل های حرارتی، معمولا طراح انعطاف پذیری عملیاتی بالایی را در طرح ارائه شده در نظر می‌گیرد. با این وجود برخی از تغییراتی که پس از طراحی در شرایط عملیاتی فرایند رخ می دهد، لزوم اصلاح شبکه موجود را مشخص می‌کند .هدف از اصلاح شبکه، طراحی شبکه‌ای اقتصادی با در نظرگرفتن محدودیت‌های عملیاتی و متناسب با شرایط عملیاتی ...

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی شیمی (گرایش مهندسی گاز) در سالهای اخیر، چاه­های افقی زیادی در اطراف جهان حفر شده­است. دلیل عمده­ی آن توانایی افزایش سطح مخزن در تماس با چاه است که باعث افزایش بهره بری از چاه می­شود. از چاه­آزمایی برای شناخت مدل­های مخازن هیدروکربوری و تشخیص پارامترهای مربوط به آن­ها استفاده می­شود. چاه­آزمایی بر مبنای ایجاد اختلال در جریان و ثبت فشار ته ...

پایان نامه برای دریافت کارشناسی ارشد ( M.A ) مدیریت بازرگانی گرایش مالی چکیده از زمان شروع بکار گیری ، روش RBI در سطح شرکت های بین المللی نفت، گاز و پتروشیمی جایگاه خود را پیدا کرده و مطالعات زیادی نیز در این خصوص انجام گردیده است. تاکنون تحقیقات اندکی در کشور پیرامون ارزیابی و مدیریت بر مبنای ریسک انجام گرفته و نتایج این تحقیقات به صورت سیستماتیک اجرایی نگردیده است و همچنین این ...

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق- الکترونیک (M.Sc) چکیده فرآیند بازیابی گوگرد به روش کلاوس یکی از متداول ترین روش های جدا سازی گوگرد عنصری از گاز اسیدی حاصل از فرآیند شیرین سازی در پالایشگاه های گازی و نفتی می باشد. ولی به دلیل پیچیدگی این فرآیند و چند متغیره بودن کوره واکنش و عدم وجود کنترل کننده‌های مناسب متاسفانه تا کنون امکان کنترل بهینه و راندمان ...

پايان نامه مقطع کارشناسي رشته پتروشيمي سال 1385 مقدمه : منطقه ب شامل واحدهاي ذيل که به صورت مختصر تشريح گرديده است ، مي گردد   الف) واحد توليد ازت : ازت گازي است خنثي که ميل تر

پایان­نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد « M.Sc. » گرایش: «مهندسی بیوشیمایی چکیده : وجود ترکیبات گوگردی در بنزین مشکلی جدی در آلودگی هوا، محیط زیست،خوردگی تجهیزات ونابودی سلامت انسان ها ایجاد میکند. استاندارد های جدید محیط زیست نیز محدودیت های سختی را بر میزان گوگرد و ترکیبات آروماتیک موجود در بنزین اعمال می نمایند.گوگرد زدایی با استفاده از کاتالیست یکی از مهمترین روش ها جهت ...

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی فشار بخار یک خاصیت ترمودینامیکی مهم در طراحی تجهیزات فرایندی و عملیات واحد مهندسی شیمی است. از این رو،داده های فشاربخار تجربی که تمام محدوده فشار بخار را پوشش دهند خیلی ارزشمند هستند اما به دلیل فقدان اندازه گیری های دقیق برای فشاربخار برخی از مواد در نزدیکی نقطه سه گانه و بحرانی، معادله هایی که قادر به پیش بینی فشاربخار در چنین ...

پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی شیمی چکیده فشار بخار یک خاصیت ترمودینامیکی مهم در طراحی تجهیزات فرایندی و عملیات واحد مهندسی شیمی است. از این رو،داده های فشاربخار تجربی که تمام محدوده فشار بخار را پوشش دهند خیلی ارزشمند هستند اما به دلیل فقدان اندازه گیری های دقیق برای فشاربخار برخی از مواد در نزدیکی نقطه سه گانه و بحرانی، معادله هایی که قادر به پیش بینی فشاربخار در ...

پايان نامه براي دريافت کارشناسي ارشد (M.A) رشته معماري – گرايش مهندسي معماري بهار 1394   حوزه ايمني شهري ، مراکز آموزش آتش نشاني از موثرترين مکان هايي هستند که در سه بخش آموزش

پایان‌نامه دکتری در رشته‌ی مهندسی شیمی چکیده بررسی تئوری و تجربی فرآیند پیوسته نمک زدایی از نفت خام سنگین با استفاده از ریز موج ها (Microwaves) و امواج مافوق صوت (Ultrasonic) نمک زدایی از نفت خام اولین مرحله در پالایش نفت می باشد که بدین وسیله ترکیب های نا-مطلوب همراه نفت قبل از اینکه به واحد اصلی برسند جدا می شوند. جهت کاهش نمک موجود در نفت روش های متفاوتی از جمله اضافه کردن ...

ثبت سفارش