عنوان مقاله :
شبيه‌سازي و بررسي فرآيند واحد تنظيم نقطه شبنم يك پالايشگاه گازي و استفاده از سيكل سردسازي پروپان به منظور دست‌يابي به شرايط بهينه عملكرد فرآيند
عنوان به زبان ديگر :
Simulation and Analysis of Dew Point Regulation Unit Process of a Gas Refinery and Use of Propane Cooling Cycle in Order to Achieve Optimal Operation Conditions
پديد آورندگان :
ليراوي، محمد دانشگاه صنعتي اصفهان - دانشكده مهندسي شيمي - گروه مهندسي شيمي، ايران , محمدي، محسن دانشگاه صنعتي اصفهان - دانشكده مهندسي شيمي - گروه مهندسي شيمي، ايران , حق شنا س فرد، مسعود دانشگاه صنعتي اصفهان - دانشكده مهندسي شيمي - گروه مهندسي شيمي، ايران , خزعلي، عليرضا دانشگاه صنعتي اصفهان - دانشكده مهندسي شيمي - گروه مهندسي شيمي، ايران , سروي، رضا دانشگاه صنعتي اصفهان - دانشكده مهندسي شيمي - گروه مهندسي شيمي، ايران , ازوجي، علي اكبر شركت پالايش گاز پارسيان (PGRC)
كليدواژه :
پالايشگاه گاز , تنظيم نقطه شبنم , جداكننده دما پايين , شيرژول-تامسون , شبيه سازي و بهينه سازي
چكيده فارسي :
در اين پژوهش، ابتدا به شناسايي نقاط داراي پتانسيل ايجاد مشكل در حالت عدم حصول به شرايط طراحي واحد ژول-تامسون (تنظيم نقطه شبنم) يك پالايشگاه گاز پرداخته شده و در ادامه، اتصال اين واحد با يك سيكل سردسازي پروپان به منظور بهبود عملكرد فرآيند مورد بررسي قرار گرفت. اتلاف حرارت از لوله‌ها و تجهيزات فرآيندي، پديده حمل مايع در جداكننده، شرايط جريان ورودي فرآيند و عملكرد شيرژول-تامسون از مواردي هستند كه در اين تحقيق به عنوان عوامل مؤثر بر عملكرد فرآيند بررسي شدند. بدين منظور، براساس اطلاعات واقعي فرآيندي، شبيه‌سازي با استفاده از نرم‌افزار ASPEN HYSYS V10.0 انجام شد. با استفاده از سنجش‌هاي ميداني و روابط تجربي، اتلاف حرارتي و ميزان تأثير آن بر عملكرد فرآيند محاسبه شد. سپس، پديده‌ي ماندگي مايع در گاز و گاز در مايع مربوط به جداكننده‌ي دما پايين و حساسيت تغييرات دما و فشار ورودي بر دماي نقطه شبنم گاز خروجي از واحد بررسي شد. عملكرد شير ژول-تامسون مورد سنجش قرار گرفت. در انتها، به طراحي و آناليز اقتصادي ايجاد يك سيكل سردسازي پروپان و اتصال آن با واحد ژول-تامسون براي بهبود عملكرد واحد پرداخته شد. نتايج نشان داد كه با بهبود عايق‌كاري لوله‌ها و جداكننده، مي‌توان C° 2 الي C° 4 دماي شبنم گاز خروجي را كاهش داد. به علاوه، ماندگي مايع در گاز و گاز در مايع درون جداكننده و همچنين عملكرد شير ژول-تامسون، عوامل اصلي دور شدن از شرايط طراحي در اين پالايشگاه نيست. در مرحله آخر يك سيكل تبريد طراحي و در قالب تعداد 10 طرح مختلف، به واحد مورد نظر متصل شد. براي يافتن بهترين عملكرد سيكل سردسازي، اين طرحها از لحاظ انرژي مصرفي و اقتصادي مورد بررسي قرار گرفت. طرحي اتصال سيكل سردسازي به واحد از طريق يك مبدل در محل ورودي جداكننده و پس از شير ژول-تامسون به عنوان طراحي بهينه از نظر اقتصادي تعيين شد.
چكيده لاتين :
In this study, first potentials of problem were identified in case of failure to meet the design condition of the Joule-Thomson unit, and then, connection of this unit with a propane cooling cycle was studied in order to improve the process performance. For this purpose, based on real information, a simulation process was performed using ASPEN HYSYS V10.0 software. The unit heat loss and its effect on the process were obtained using field measurements and empirical correlations. Then, the carryover related to the separator and the sensitivity of inlet pressure and temperature changes to the dew point temperature of the exhaust gas from the unit were investigated. Further, the performance of the Joules-Thomson valve was studied. Finally, the design and economic analysis of a propane cooling cycle and its connection to the Joule-Thomson unit are discussed to improve unit performance. The results showed that by improving the insulation of pipes and separators, the dew temperature of the exhaust gas can be reduced by 2 °C to 4 °C. Finally, a cooling cycle was designed and connected to the unit in the form of 10 different scenarios. To find the best performance of the cooling cycle, these scenarios were examined in terms of energy consumption and economy.
