فهرست:
فصل اول............................................................................................................................................. 2
1-1 ضرورت انجام پژوهش........................................................................................................2
1-2 روش انجام پژوهش............................................................................................................3
1-3 ساختار پایاننامه..................................................................................................................3
فصل دوم ............................................................................................................................................5
2-1 سابقه علمی..........................................................................................................................5
2-2 روشهای اصلاح شبکهمبدلهای حرارتی............................................................................8
2-2-1 اصلاح شبکه بوسیله بازبینی مستقیم ساختمان آن...................................................9
2-2-2 اصلاح شبکه بصورت یک طرح جدید...................................................................9
2-2-3 اصلاح شبکه با استفاده از فن‌آوری پینچ.................................................................9
2-2-4 اصلاح شبکه با استفاده از مدل برنامه‌نویسی ریاضی..............................................9
2-3 فن‌آوری پینچ.....................................................................................................................10
2-3-1 نمودار آبشاری......................................................................................................10
2-3-2 منحنی ترکیبی.......................................................................................................11
2-3-3 منحنی ترکیبی جامع (G.C.C)............................................................................. 12
2-3-نمودار پیازی............................................................................................................13
2-3-5 ΔTmin بهینه.........................................................................................................13
2-4 اصول پینج..........................................................................................................................14
2-5 مسائل آستانه (Threshhold)...............................................................................................16
2-6 انتخاب واحد پشتیبانی.......................................................................................................17
2-7 کورهها...............................................................................................................................18
2-8 هدفگذاری.......................................................................................................................20
2-8-1 تعداد مبدلهای حرارتی.......................................................................................20
2-8-2 هدفگذاری سطح................................................................................................23
2-8-3 هدف گذاری تعداد پوسته ها................................................................................25
2-8-4 هدفگذاری هزینه اصلی(Capital Cost)..............................................................27
2-8-5 هدفگذاری هزینه کلی....................................................................................... 29
2-8-6 هدفگذاری بر اساس رابطه هزینه انرژی...........................................................30
2-9 روشهای هدفگذاری......................................................................................................33
2-9-1 هدفگذاری به روش α ثابت...............................................................................33
2-9-2 هدفگذاری به روش α افزایشی..........................................................................34
2-10 جمعبندی........................................................................................................................35
فصل سوم .........................................................................................................................................37
3-1 مقدمه.................................................................................................................................37
3-2 حلقه..................................................................................................................................38
3-3 مسیر..................................................................................................................................39
3-4 درجه آزادی.......................................................................................................................39
3-5 تقسیم جریان......................................................................................................................41
3-6 نظریه مثبت، منفی..............................................................................................................41
3-7 هدفگذاری انرژی............................................................................................................42
3-8 روش تخصیص بار حرارتی جریان خارجی.....................................................................44
3-8-1 روش مبتنی بر منحنی ترکیبی جامع.......................................................................44
3-8-2 قاعده ارزانترین جریان خارجی............................................................................46
3-9 هدفگذاری سطح..............................................................................................................47
3-10 پارامتر بهینه‌سازی.............................................................................................................48
3-11 نکات و ترفندهای بهینه‌سازی..........................................................................................49
3-12 بهینه‌سازی و بررسی حالت عملیاتی شبکه......................................................................50
3-13 عملکرد بهینه و نگهداری از شبکه مبدلهای حرارتی.......................................................51
3-13-1 ضریب انتقال حرارت کلی تمییز........................................................................51
3-13-2 ایجاد رسوب در مبدل حرارتی..........................................................................52
3-14 چه مقدار / اگر................................................................................................................52
3-14-1 رخداد................................................................................................................53
3-14-2 وظایف...............................................................................................................53
3-15 طراحی شبکه...................................................................................................................55
3-16 اصلاح و بازبینی شبکه.....................................................................................................57
3-16-1 تشخیص گلوگاهها در شبکه مبدلهای حرارتی...................................................57
3-17 جمعبندی.........................................................................................................................59
فصل چهارم ......................................................................................................................................60
4-1 مقدمه.................................................................................................................................60
4-2 روشهای ساخت در پالایشگاه..........................................................................................61
4-2-1 جریان کلی مواد در پالایشگاه...............................................................................63
4-3 ترکیب نفت خام................................................................................................................65
4-4 تقطیر..................................................................................................................................66
04-4-1 کلیاتی در مورد تقطیر.........................................................................................66
4-4-2 عملیات تقطیر.......................................................................................................68
4-4-3 شرح تقطیر جزء به جزء........................................................................................71
4-5 تقطیر نفت خام..................................................................................................................71
4-5-1 ستون تقطیر اتمسفری...........................................................................................71
4-5-2 ستون تقطیر خلاء..............................................................................................73
4-6 فرآورده‌های تقطیر..............................................................................................................74
4-6-1 مهمترین فرآورده‌های واحد تقطیر نفت خام..........................................................74
4-7 شبیهسازی واحد تقطیر ....................................................................................................76
4-7-1 نرم‌افزار Aspen Engineering................................................................................76
4-7-2 معادلات ترمودینامیکی..........................................................................................78
4-7-3 شبیهسازی واحد تقطیر آبادان ..............................................................................78
4-7-4 توزیع ترکیبات مختلف گوگردی در بنزین...........................................................79
4-7-5 محیط شبیهسازی .................................................................................................80
4-7-6 نحوه اجرای برج تقطیر.........................................................................................83
4-7-7 توضیح فرایند تقطیر در خلا.................................................................................85
4-7-8 جمعبندی.............................................................................................................85
فصل پنجم ........................................................................................................................................86
5-1 مقدمه.................................................................................................................................87
5-2 شبیهسازی واحد.................................................................................................................87
5-3 استخراج داده‌ها از شبیهسازی و هدفگذاری......................................................................87
5 -3-1 شبیهسازی منابع سرد و گرم خارجی در محیط Aspen HX-NET.....................89
5-4 ترسیم شبکهمبدلهای حرارتی...........................................................................................89
5-5 هدفگذاری.....................................................................................................................92
5-5-1 تعیین ΔTMIN بهینه............................................................................................92
5-5-2 برآورد هزینه سرمایه‌گذاری................................................................................92
5-5-3 فرضیات هدفگذاری........................................................................................93
5-6 بررسی نتایج هدفگذاری شده.........................................................................................94
5-7 اصلاح و بازبینی شبکه......................................................................................................96
5-8 راهکار اقتصادی برای شبکهمبدلهای حرارتی واحد 80.................................................100
5-9 نتیجه‌گیری...................................................................................................................101
5-10 پیشنهاد‌ها.......................................................................................................................103
مراجع.....................................................................................................................................104
پیوستها............
منبع:
امید خواه م.ر.، حجتی م.ر.،صفوی.، نقش ظرفیت حرارتی متغیر در هدفگذاری انرژی و مساحت در شبکه مبدلهای حرارتی، یازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، دانشگاه تربیت مدرس،تهران،ایران،1385.
ابراهیم‌زاده ح.، پنجه‌شاهی م. ح .، تحلیل فرایند واحدهای تصفیه گاز و باز یابی گوگرد مجتمع پتروشیمی راضی و بهبود انها با استفاده از تکنولوزی پینچ، پروزه کارشناسی ارشد،دانشگاه تهران،1379.
علوی نزاد ح.، بهینه‌سازی و انتگراسیون حرارتی شبکه مبدل‌هلی حرارتی واحد آمونیاک مجتمع پتروشیمی شیراز، پروزه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان وبلوچستان،1389.
گوهر رخی م.، ترابی م.، اکبری ف.، طراحی شبکه مبدل های حرارتی با نرم افزار Aspen HX-Net انتشارات دانشگران صنعت پژوه، 1387.
شاه‌نظری شاه‌رضایی م.، طراحی و بهینه‌سازی شبکه‌ی تبادل‌گرهای حرارتی واحد تقطیر پالایشگاه اصفهان با استفاده از تکنولوزی پینچ، پروزه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان، 1385.
معصومی م.، امید خواه م.ر.، اصلاح شبکه مبدل های حرارتی واحد تقطیر پالایشگاه اصفهان با روش پینچ، پروژه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس،1372.
داود کردنیا بیشه،بهینه‌سازی و انتگراسیون حرارتی شبکهمبدلهای حرارتی واحد تقطیر پالایشگاه کرمانشاه،دانشگاه سیستان و بلوچستان،1390.
آرشیو سایت پالایشگاه آبادان www.research.abadan.ref.ir
بیات ترک م.، خطیبی ا.، جعفری نژاد س ا.، مروری بر فرآیند پالایش نفت، پروژه آموزشی، پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد.
گوهررخی م.، ترابی م.، گلعذاری ف.، شهریاری م.، شبیه سازی فرآیندهای شیمیایی پایا با نرم افزار Aspen HYSYS 2008، دانشگران صنعت پژوه، 1387.
نیکنام، م.، حججی نجف‌آبادی، ا.، نعمت الهی، ا.، احمدی دانش آشتیانی، ح.، تعیین روابط برآورد قیمت مبدلهای گرمایی در ایران، مجله مهندسی مکانیک مدرس، دوره 12، شماره 1، صص 40-33، تهران، 1391
وب‌سایت بانک مرکزی ایران، آمار و داده‌ها، www.cbi.ir.
اسناد و مدارک ، شرکت پالایش نفت آبادان، مهندسی پالایش و مسئول فنی واحد تقطیر 80 پالایشگاه آبادان.
کاشفی ک.، اصلاح شبکه مبدل های حرارتی واحد فورفورال پالایشگاه نفت بهران توسط تکنولوژی پینچ به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی، پروژه کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان،1375
محمدحسن پنجه‌شاهی،ن طاهوی،اقاسمیان/اصلاح فرایند تولید آمونیاک به منظور کاهش مصرف انرژی/نشریه انرژی ایران/سال نهم،شماره 25،بهمن 1384/1و3
Linnhoff,B.,and Flower,.j.R.synthesi of heat exchanger network, Aicheg,24:633
Umeda, Harada, Shiroko, K., Heat Exchanger System Synthesis, Chem. Engi. Prog., Vol. 74,pp. 70-76 , 1978
Gundersen, T. and naess, L. The synthesis of cost optimal heat exchanger network: an industrial review of the state of the art, comp. and Chem. eng., 12(6), 503-530(1988).
Linnhoff, B., Hindmarsh, E., The Pinch Design Method for heat ExchangerNetworks, Chem. Eng. Sci., Vol.38, No.5, pp.745-763, 1983.
Kemp, I. Pinch Analysis and Process Integration,Second Edition, Elsevier Ltd, pp.73-76,2007.
Linnhoff, B., Ahmad, S., Cost Optimum Heat Exchanger Networks – 1.Minimum Energy and Capital Using Simple Models for Capital Cost, Com.& Chem. Engng., Vol.14, No.7,pp.729-750,1990.
Linnhof B., Witherell, W.D., Pinch Technology Guides Retrofit, Oil and Gas Journal. Vol.84, No.14, Pages 54 and 65, 1986.
Introduction to pinch by Linnhoff March WWW.Linnhoffmarch.com
Linnhoff,B., T0wnsend,D.W.,Boland,D., et al.,A User Guide on process Introduction for the Efficient Use Of Energy,Icheme,Rugby, U.K.,1982.
Linnhoff, B, and de Leur, J; Appropriate Placement of Furnace in the integrated process, Ichemi. Series No109, 1988.
Hougen, O, A; Watson K. M; and Ragatz, R. A; Chemical process principles part I: Material and Energy Balances, 2d ed; Wiley, New York, 1954.
Linnhoff, B., Mason, D. R., and Wardle, I., Understanding HeatExchenge Network Computers Chem. Eng., 3:295,1988.
Towsend, D. W., and Linnhoff, B., Surface Area Targets for Heat exchanger Networks, ICheme Annual Research meeting, Bath, U.K., 1984.
Saboo, A.K; Morari, M; and Colberg, R.D; RESHEX: An Ineractive Software Pakage for the Synthesis and Analysis of Resilient Heat Exchanger Network: II. Diacussion of Area Targeting and Network Synthesis Aigorithms, Computers Chem. Eng; 10:591, 1986.
Ahmad S; Linnhoff, B; and Smith, R; Cost Optimum Heat Exchanger Network: II. Targets and Design for Detailed Capital Cost Model, Computers Chem. Eng; 1990.
Bowman, R. A., Mueller, A. C., and Nagle, W. M., Mean Temperature Differencess in design, Trans ASME, 62:283, 1940.
Hall, S. G, Ahmad, S., and Smith, R., Capital cost Target for Heat Exchenger Network Comprising mixed Materials of construction, Pressure Ratings and Exchenger Types, computers chem.. Eng., 14:319, 1990.
Tjoe, T.N., Linnhoff, B., Using Pinch Technology for Process Retrofit, Chem Eng, Vol. 47. Pp.47-60, 1986.
Papoulias, S.A., Grossmann, I. E., A Structural Optimisation Approach in Process Synthesis II- Heat Recovery Networks, Comp. Chem. Engng, Vol.7, No.6, pp. 707-721, 1983.
Shenoy, U. V., Sinha, A., Bandyopadhyay, S., Multiple utilities targeting for heat exchanger networks, Trans. IChemE. Chem. Eng. Res. Des., Vol. 76, pp. 259-2721998.
Rodera, H., Shethna H.K., A Systematic Approach for the Optimal Operation and Maintenance of Heat Exchanger Networks, Computer Aided Chemical Engineering, Vol. 10, pp.745-750,2002
Shethna, H.K., Jezowski, J., Castillo, F.J.L., A New Methodology for Simultaneous Optimization of Capital and Operating Cost Targets in Heat Exchanger Network Design, Applied Thermal Engineering, Vol. 20, pp.1557-1587,2000.
Yee, T.F., Grossmann, I.E., Simultaneous Optimisation Models for Heat Integration - II. Heat Exchanger Network Synthesis, Comp. Chem. Engng., Vol. 14, No. 10, pp. 1165-1184, 1990.
Yee, T.F., Grossmann, I.E., Kravanja, Z., Simultaneous Optimisation Models for Heat Integration - I. Area and Energy Targeting and Modeling of Multi-Stream Exchangers, Comp. Chem. Engng., Vol. 14, No. 10, pp. 1151-1164, 1990.
Aspen Tech Company (atesupport@aspentech.com (Engineering Suite)).
Prausnitz J. M., Lichtenthaler R. N., Gomes E., Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria, Third Edition, Prentice Hall PTR, 1999.
Hall, S.G., Ahmad, S., Smith, R., Capital Cost Targets for Heat Exchanger Networks Comprising Mixed Materials of Construction, Pressure Ratings and Exchanger Types, Computers and Chemical Engineering., Vol. 14, No. 3, pp. 319-335, 1990.
Nordman,R.“New Process Integration Methods for Heat_Saving Retrofit Projects in Industrial Systems”.Thesis for the Degree of Ddoctor,Chalmers University of Technology,Goteberg,Sweden.(2005)