شماره ركورد
24900
شماره راهنما
CHE.ENG2 342
عنوان
تحليل انرژي، اكسرژي و بهينه سازي مصرف انرژي واحد بازيابي گوگرد شركت پتروشيمي ايلام
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي - طراحي فرآيند
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1404/04/10
صفحه شمار
105ص .
استاد راهنما
دكتر مسعود بهشتي
كليدواژه فارسي
واحد بازيابي گوگرد , تحليل اكسرژي , مصرف انرژي , شبيه سازي , بهينه سازي
چكيده فارسي
در سالهاي اخير، با توجه به افزايش قيمت حاملهاي انرژي و لزوم كاهش آلايندههاي زيستمحيطي، توجه به بهرهوري انرژي در صنايع فرآيندي، بهويژه در صنعت پتروشيمي، بيش از پيش اهميت يافته است. واحد بازيابي گوگرد (SRU) يكي از واحدهاي پرمصرف انرژي در مجتمعهاي پتروشيمي و پالايشگاهي به شمار ميرود كه هدف آن، تبديل تركيبات داراي گوگرد موجود در جريانهاي گازي به گوگرد عنصري است. در اين پژوهش، ابتدا فرآيند كامل واحد بازيابي گوگرد پتروشيمي ايلام با استفاده از نرمافزارAspen Plus شبيهسازي گرديد و نتايج حاصل از شبيهسازي با دادههاي عملياتي مقايسه و اعتبارسنجي شد. پس از اطمينان از صحت مدل شبيهسازي، تحليل اكسرژي به منظور يافتن ميزان اتلاف اكسرژي و بازده اكسرژي براي همه تجهيزات فرآيند انجام شد. نتايج تحليل نشان داد كه بيشترين ميزان تخريب اكسرژي مربوط به برجهاي تقطير است كه بيشترين مصرف انرژي سرويسهاي گرم و سرد را دارند كه نشاندهنده وجود ظرفيت بالاي بهبود در عملكرد ترموديناميكي سيستم است. در ادامه، بهمنظور شناسايي پارامترهاي موثر بر ميزان اتلاف و بازه اكسرژي واحد و كاهش مصرف انرژي، تحليل حساسيت بر روي پارامترهاي عملياتي نظير دما، فشار و دبي جريانها انجام شد. سپس دو تابع هدف شامل كمينهسازي مصرف انرژي و كمينهسازي تخريب اكسرژي تعريف گرديد و با استفاده از الگوريتم فراابتكاري COOT و اعمال محدوديتهاي گزارش شده از سوي شركت پتروشيمي ايلام، بهينهسازي انجام شد و به منظور اطمينان از عملكرد الگوريتم COOT، بهينه سازي با الگوريتم DE نيز انجام شد. مقايسه عملكرد الگوريتمها نشان داد كه بيشترين كاهش مصرف انرژي مربوط به الگوريتم COOT با تابع هدف مصرف انرژي ميباشد كه منجر به كاهش در مصرف سرويسهاي جانبي به ميزان تقريبا 180 ميليارد ريال در سال شد و پس از آن الگوريتم DE با تابع هدف مصرف انرژي با 178 ميليارد ريال كاهش در مصرف سالانه بيشترين ميزان صرفه جويي در مصرف سرويسهاي جانبي را از خود نشان داد. در مورد بهينه سازي با تابع هدف اتلاف اكسرژي الگوريتمهاي COOT و DE به ترتيب، صرفه جويي 140 و 150 ميليارد ريال در سال را به دنبال داشتند.
كليدواژه لاتين
Sulfur Recovery Unit (SRU) , Exergy Analysis , Energy Consumption , Simulation , Optimization
عنوان لاتين
Energy and Exergy Analysis and Energy consumption Optimization of SRU Plant in Ilam Petrochemical Company
گروه آموزشي
مهندسي شيمي
چكيده لاتين
In recent years, due to the increase in energy carrier prices and the necessity to reduce environmental pollutants, attention to energy efficiency in process industries, especially in the petrochemical industry, has become increasingly important. The Sulfur Recovery Unit (SRU) is one of the high energy-consuming units in petrochemical and refinery complexes, aimed at converting sulfur compounds present in gas streams into elemental sulfur. In this study, the complete process of the sulfur recovery unit at Ilam Petrochemical Complex was simulated using Aspen Plus software, and the simulation results were compared and validated against operational data. After ensuring the accuracy of the simulation model, an exergy analysis was conducted to determine the exergy destruction and exergy efficiency of all process equipment. The results showed that the highest exergy destruction occurred in the distillation columns, which consume the most energy for heating and cooling services, indicating a high potential for thermodynamic performance improvement in the system.
Next, to identify the effective parameters on exergy destruction and unit exergy efficiency and to reduce energy consumption, a sensitivity analysis was performed on operational parameters such as temperature, pressure, and flow rates. Then, two objective functions, including minimization of energy consumption and minimization of exergy destruction, were defined. Optimization was carried out using the COOT metaheuristic algorithm with constraints reported by Ilam Petrochemical Company. To ensure the performance of the COOT algorithm, optimization was also performed using the Differential Evolution (DE) algorithm. Comparison of the algorithmsʹ performance showed that the greatest reduction in energy consumption was achieved by the COOT algorithm with the energy consumption objective function, resulting in annual savings of 18 billion Iranian Rials in auxiliary service consumption. Following that, the DE algorithm with the energy consumption objective function achieved annual savings of 17.8 billion Rials in auxiliary services. Regarding optimization with the exergy destruction objective function, the COOT and DE algorithms yielded annual savings of 14 and 15 billion Rials, respectively.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
141391
نويسنده