• شماره ركورد
    25525
  • شماره راهنما
    CHE.ENG2 354
  • عنوان

    بهينه‌سازي مصرف انرژي در واحد‌هاي توليد محصول واحد الفين شركت پتروشيمي ايلام با استفاده از الگوريتم مرغ مگس‌خوار مصنوعي با به‌كارگيري تحليل اكسرژي و عيب‌يابي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي شيمي - طراحي فرآيند
  • دانشكده
    فني و مهندسي
  • تاريخ دفاع
    1404/10/17
  • صفحه شمار
    163 ص .
  • استاد راهنما
    مسعود بهشتي
  • كليدواژه فارسي
    بهينه‌سازي مصرف انرژي , تحليل اكسرژي , الگوريتم مرغ مگس‌خوار مصنوعي , شبيه‌سازي , واحد الفين پتروشيمي ايلام
  • چكيده فارسي
    كاهش مصرف انرژي و اتلاف اكسرژي از چالش‌هاي اساسي صنايع پتروشيمي بوده و از عوامل كليدي در بهبود عملكرد فني و اقتصادي واحدهاي فرآيندي محسوب مي‌شود. در اين پژوهش، بهينه‌سازي مصرف انرژي و كاهش اتلاف اكسرژي در بخش‌هاي 500، 600 و 700 واحد الفين پتروشيمي ايلام مورد بررسي قرار گرفت. در گام نخست، شبيه‌سازي دقيق فرآيند با استفاده از نرم‌افزار Aspen Plus انجام شد و نتايج حاصل با داده‌هاي واقعي واحد صنعتي اعتبارسنجي گرديد كه تطابق مناسب مدل با شرايط عملياتي واقعي را نشان داد. سپس، با انجام تحليل جامع اكسرژي، منابع اصلي اتلاف اكسرژي و سهم تجهيزات مختلف در كاهش بازده ترموديناميكي شناسايي شد. نتايج اين تحليل نشان داد كه ميزان كل اتلاف اكسرژي برابر با 25.277 مگاوات است كه در اين ميان، برج‌هاي تقطير با سهمي حدود 57 درصد، بيشترين مشاركت را در اتلاف اكسرژي و كاهش بازده ترموديناميكي به خود اختصاص داده و به‌عنوان گزينه‌هاي اصلي بهينه‌سازي شناسايي شدند. در ادامه، بهينه‌سازي متغيرهاي عملياتي شامل نسبت جريان برگشتي، دماي خوراك برج، فشار عملياتي و نسبت تبخير در برج‌هاي منتخب با استفاده از الگوريتم مرغ مگس‌خوار مصنوعي (AHA) انجام شد و نتايج حاصل با الگوريتم تكامل تفاضلي (DE) مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه الگوريتم AHA از سرعت همگرايي بالاتر و پايداري مناسب‌تري برخوردار بوده و در بسياري از موارد عملكردي رقابتي يا برتر نسبت به الگوريتم DE ارائه داده است. در شرايط بهينه، بار حرارتي ريبويلرها و كندانسورها به‌طور قابل‌توجهي كاهش يافت، به‌گونه‌اي كه در مجموع براي تمامي برج‌ها، بار حرارتي ريبويلرها و كندانسورها با هدف كمينه‌سازي هزينه سالانه مصرف انرژي حدود 23 درصد كاهش پيدا كرد و مجموع بارهاي حرارتي از 169٫3 مگاوات به 129.1 مگاوات رسيد. نتايج تحليل اقتصادي مبتني بر نرخ‌هاي واقعي انرژي و محصولات نشان داد كه مجموع صرفه‌جويي اقتصادي ساليانه حاصل از بهينه‌سازي مصرف انرژي به حدود 1698 ميليارد ريال در سال رسيده است كه توجيه‌پذيري اقتصادي و كارآمدي رويكرد پيشنهادي را به‌طور هم‌زمان از منظر ترموديناميكي و اقتصادي تأييد مي‌كند.
  • كليدواژه لاتين
    Energy consumption optimization , Exergy analysis , Artificial Hummingbird Algorithm (AHA) , Process simulation , Ilam Petrochemical Olefin Unit
  • عنوان لاتين
    Optimization of Energy Consumption in the Olefin Production Unit of Ilam Petrochemical Complex Using the Artificial Hummingbird Algorithm with Exergy Analysis an‎d Diagnosis
  • گروه آموزشي
    مهندسي شيمي
  • چكيده لاتين
    Reducing energy consumption an‎d exergy destruction is one of the fundamental challenges in petrochemical industries an‎d is regarded as a key facto‎r in enhancing the technical an‎d economic perfo‎rmance of process units. In this study, energy consumption optimization an‎d exergy loss reduction in Sections 500, 600, an‎d 700 of the Ilam Petrochemical Olefin Unit were investigated. Initially, a rigo‎rous process simulation was perfo‎rmed using Aspen Plus software, an‎d the simulation results were validated against actual industrial plant data, indicating good agreement between the model an‎d real operating conditions. Subsequently, a comprehensive exergy analysis was conducted to identify the main sources of exergy destruction an‎d to eva‎luate the contribution of different equipment to thermodynamic inefficiencies. The results showed that the total exergy destruction was 25.277 MW, with distillation columns accounting fo‎r approximately 57% of the total exergy losses, thereby being identified as the primary can‎didates fo‎r optimization. In the next step, the optimization of key operating variables, including reflux ratio, column feed temperature, operating pressure, an‎d vapo‎rization ratio, was carried out fo‎r the selec‎ted columns using the Artificial Hummingbird Algo‎rithm (AHA), an‎d the results were compared with those obtained from the Differential Evolution (DE) algo‎rithm. The findings demonstrated that the AHA exhibited faster convergence an‎d greater stability, achieving competitive o‎r superio‎r perfo‎rmance compared to the DE algo‎rithm in most cases. Under optimal conditions, the thermal duties of reboilers an‎d condensers were significantly reduced, such that the total heat duties of all reboilers an‎d condensers decreased by approximately 23% with the objective of minimizing the annual energy consumption cost, leading to a reduction in total heat duty from 169.3 MW to 129.1 MW. Furthermo‎re, an economic analysis based on actual energy an‎d product prices revealed that the total annual economic savings resulting from energy optimization reached approximately 1,698 billion IRR per year, confirming the economic feasibility an‎d effectiveness of the proposed approach from both thermodynamic an‎d economic perspectives.
  • تعداد فصل ها
    6
  • فهرست مطالب pdf
    152820
  • نويسنده

    منصوري حبيب ابادي، جعفر