طراحی و بهینه سازی برج تقطیر جداسازی اورتو زایلین از مخلوط زایلین ها از دیدگاه انرژی – شیمی

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی شیمی
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:185
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

طراحی و بهینه سازی برج تقطیر جداسازی اورتو زایلین از مخلوط زایلین ها از دیدگاه انرژی – شیمی

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فهرست مطالب

چکیده ۱
مقدمه ۲
فصل اول ۴
کلیات ۵
شرح کلی واحد ۸۱۰ ۵
شرح پروژه ۶
فصل دوم ۷
آشنایی عمومی با آروماتیک ها ۸
آروماتیک ها ۸
بنزن ۸
تولوئن ۹
زایلین ها ۱۰
فصل سوم ۱۴
تقطیر ۱۵
تقطیر آنی ۱۵
تقطیر پیوسته با جریان برگشتی ۱۶
کنش در سینی ایده آل ۱۶
ترکیب یکسوسازی و عریان سازی ۱۸
موازنه مواد در ستون های سینی دار ۲۰
آهنگ های خالص جریان ۲۱
طراحی و عملکرد سینی ها ۲۳
انواع سینی های معمول ۲۴
مقایسه انواع مختلف سینی ها ۲۷
طراحی ستون ها با سینی مشبک ۳۱
محدوده عملیات سینی های مشبک ۳۲
ستون ها با سینی شیردار ۳۴
فصل چهارم ۳۵
اقتصاد و طراحی برج ۳۶
طراحی تجهیزات ۳۶
فشار و اجزاء درونی ستون ۳۶
انتقال جرم و راندمان ۳۷
ارتفاع ستون ۳۹
انرژی مورد نیاز و طراحی مبدلهای حرارتی ۳۹
مدلهای هزینه ……………….۴۳
هزینه سرمایه ………………..۴۴
برج و اجزاء داخلی ……………۴۴
هزینه های عملیاتی ………….۴۷
فصل پنجم …………..۵۱
انتگراسیون فرآیند ……………۵۲
تکنولوژی Pinch چیست ؟ ……………۵۲
ستون تقطیر …………………۵۳

بازنگری بر روش بررسی اساسی …………۵۳

بار گرمایی و گرمای نهفته………………۵۴

بار ریبویلر و کندانسور نا برابر …………..۵۴

پروفایل ستون تقطیر …………۵۵
بهینه سازی انرژی بواسطه تقسیم خوراک …………۵۹
فصل ششم ………….۶۰

شبیه سازی فرآیند ……………۶۱

طراحی برج با نرم افزار Chemsep …..ا………….۸۰

پروفایل دما و فشار …………..۸۳
جمع بندی ………..۸۶
فصل هفتم …………..۸۷

بهینه سازی انرژی فرآیند ………………۸۸

حالت اولیه فرآیند و انرژی های مصرفی …………..۸۸

پروسه امر بهینه سازی انرژی …………..۹۰
میزان بهینه سازی انرژی ……………….۹۸

بررسی شرایط عملیاتی فرآیند بهینه سازی ………..۹۹
جمع بندی ……………….. ۱۰۱
فصل هشتم ……….. ۱۰۳

طراحی واحد جدید تولید اورتوزایلین …………. ۱۰۴

مشخصات خوراک واحد جدید ……….. ۱۰۴
ارائه طراحی اولیه ………….. ۱۰۵

نحوه محاسبات هزینه سرما گذاری در نرم افزار …………… ۱۱۰

بهینه سازی شرایط عملیاتی …………. ۱۱۱
۱۲۰ ………….. (Detail Design) طراحی جزئیات
۱۲۱ …………. Side Stripper
۱۲۴ ………… Distributed Sequence
۱۲۷ ……………… Partially Coupled Prefractionator
۱۳۰ ……………….. Petlyuk Column
۱۳۳ ………… Side Rectifier
۱۳۶ ……………….. Direct Sequence
۱۳۹ …………….. Indirect Sequence
۱۴۲ ………. Dividing Wall Column
۱۴۵ ……….. Prefractionator
۱۴۸ جمع بندی
۱۴۹ فصل نهم

نتیجه گیری و پیشنهادات ……………. ۱۵۰
منابع ………………. ۱۵۲

چکیده
در عصر حاضر که مباحث استفاده از روشهای نوین جهت کاهش مصرف انرژی از اهمیت بسزایی برخوردار شده است باید که از این روند غافل نشد لذا در این پروژه برآن شدیم تا به بررسی یکی از واحد های صنعتی کشور که دارای خصوصیات منحصر به فردی است بپردازیم زیرا مختص به جداسازی آروماتیک ها است که این دسته مواد هیدروکربنی دارای مشخصات منحصر به فردی هستند.
برای انجام این کار از روشی که در طی مقاله در سال ۲۰۰۱ مطرح شده است بهره جستیم تا به انجام امر بهینه سازی انرژی به میزان kj/yr٠٠٠,٠٠٠,٩٠۶,٢ نائل شویم. اما جهت انجام این کار نیاز به انجام مقدماتی مانند شبیه سازی فرآیند نیز بودیم که در طی پروژه به آن پرداخته شد و در قسمت نهایی پروژه نیز گریزی به مبحث طراحی مفهومی با در نظر گرفتن ملاحظات انرژی زده شده است و در این قسمت نیز نتایجی به دست آمد که میتوان از آنها در جای خود بهره برد.

مقدمه
تقطیر روشی است برای جداسازی اجزای یک محلول ، بر اساس قابلیت توزیع مواد بین فازهای گاز و مایع ، وقتی که تمام اجزا در هر دو فاز موجود باشند. در اینجا بر خلاف عمل جذب یا دفع گازی ، که در آنها ماده جدیدی به منظور ایجاد فاز دوم به مخلوط اضافه می شود ، فاز جدید به وسیله تبخیر یا میعان از محلول اولیه تشکیل می شود .
برای روشن شدن تفاوت بین تقطیر و سایر عملیات، به ذکر چند مثال می پردازم. در جداسازی آب و نمک معمولی ، چون نمک در شرایط موجود کاملاً غیر فرار است باقی می ماند و آب تبخیر میشود . این عملیات تبخیر نام دارد. و اما تقطیر جداسازی محلول هایی است که تمام اجزا آن فراریت نسبی داشته باشند. از این دسته ، جداسازی اجزای محلول مایعی از آمونیاک و آب را در نظر بگیرید. همانگونه که می دانیم وقتی محلول آمونیاک – آب را در مجاورت هوا (که اساساً در مایع نامحلول است) قرار دهیم ، آمونیاک دفع میشود اما به دلیل مخلوط بودن با بخار آب و هوا خالص نیست. به عبارت دیگر ، با حرارت دادن ، میتوانیم محلول را به طور جزئی تبخیر کنیم به طوریکه فاز گازی شامل آب و آمونیاک تشکیل گردد و از آنجایی که فاز گاز، نسبت به مایع باقی مانده ، از نظر آمونیاک غنی تر است، مقداری جداسازی صورت می گیرد. با دستکاری مناسب فازها یا تکرار تبخیر و میعان ، میتوان به طور معمول هر دو جزء مخلوط را به صورت خالص کاملاً جدا کرد.
مزایای چنین روش جداسازی ای روشن است. در عمل تقطیر ، فاز جدید از جهت ارزش گرمایی با محلول اولیه تفاوت دارد؛ ولی دادن یا گرفتن حرارت به راحتی صورت میگیرد که البته هزینه انجام این عمل باید همیشه در نظر گرفته شود. به عبارت دیگر ، در عملیات جذب یا دفع ، که با افزودن یک ماده خارجی همراه است ، محلول جدیدی به دست می آید که به نوبه خود باید بوسیله یکی از عملیات انتقال جرم جداسازی شود مگر اینکه محلول جدید مستقیماً قابل استفاده باشد . [٩]
تقطیر نیز، به عنوان یک فرآیند جداسازی، به نوبه خود محدودیتهای ویژه ای دارد. در جذب یا عملیات، که در آن یک ماده خارجی برای ایجاد فاز جدید جهت توزیع اجزاء استفاده میشود ، میتوان حلالی را انتخاب کرد که بیشترین جداسازی را فراهم کند؛ مثلاً، چون آب برای جذب هیدروکربورهای گازی از یک مخلوط گازی مناسب نیست، بجای آن می توان از یک روغن هیدروکربوری که حلالیت بهتری داشته باشد استفاده کرد. ولی در تقطیر چنین آزادی انتخابی وجود ندارد . با به کار بردن حرارت در تقطیر ، به تنهایی، گاز ایجاد شده فقط شامل اجزاء موجود در مایع خواهد بود؛ بنابراین به علت شباهت زیاد گاز و مایع از نظر شیمیایی، اختلاف غلظت ناشی از توزیع اجزاء بین دو فاز معمولاً زیاد نیست . در واقع گاهی اختلاف غلظت آنقدر کم است که فرآیند ، عملاً ممکن نیست و حتی ممکن است اختلاف غلظتی وجود نداشته باشد.
با این وجود ، در جداسازی مستقیم که با تقطیر نیز انجام می شود ، فرآیند دیگری برای جداسازی لازم نیست و به همین خاطر این عمل یکی از مهمترین عملیات های انتقال جرم است. با توجه به تفصیل فوق به بررسی یکی از گزینه های حساس جداسازی که مربوط به جداسازی اجزایی با نقطه جوش های نزدیک پرداختیم و سعی کردیم از نقطه نظر های گوناگونی به بررسی این واحد بپردازیم. [٨]

نتیجه گیری و پیشنهادات
حال که به لطف خداوند متعال به انتهای کار رسیدیم لازم می بینم تا با ذکر خلاصه ای از نتایج بدست آمده در هر قسمت به جمع بندی و نتیجه گیری بپردازیم تا ماحصل کارهای صورت گرفته برجسته گردند.
در فاز اول پروژه و با تعیین نرم افزار مناسب و دقیق رای امر شبیه سازی به چندین مهم نائل آمدیم که به شرح زیر هستند.
• بدست آوردن شبیه سازی واحد و امکان استفاده از فایل بدست آمده در واحد صنعتی مذکور.
• تعیین نرم افزار مناسب جهت امر شبیه سازی.
• با تعیین نرم افزار مناسب امکان محاسبه و تست تغییرات احتمالی در فرآیند اعم از تغییرات عملیاتی و تجهیزاتی با دقت و اطمینان بالایی صورت می پذیرد.
• محاسبه میزان انرژی مصرفی در بخشهای مختلف واحد.
• امکان انجام کارهای سعی و خطا و بدست آوردن نتایج بدون پرداخت هزینه و همینطور انجام ریسکهای احتمالی در پروسه تولید.
• جهت مقایسه متد های گوناگون محاسبات در مورد معادلات ترمودینامیکی گوناگون و مطابقت با شرایط واقعی.
اینها خلاصه ای از مزایای انجام شبیه سازی واحد و همینطور انتخاب نرم افزار مناسب بودند. همانطور که مشاهده شد ما از نتایج قسمت اول در قسمت دوم بهره بردیم و مقایساتی را انجام دادیم در مورد میزان انرژی مصرفی و همینطور میزان صرفه جویی انرژی صورت گرفته.  در فاز دوم پروژه با استفاده از متد کارآمد تقسیم خوراک (Feed Spliting) توانستیم تا میزان قابل توجهی از مصرف انرژی بکاهیم که تاثیر مثبت و بسزایی در کاهش هزینه های تولید واحد صنعتی دارد لذا به عنوان پیشنهاد عنوان می دارم که می توان با بررسی واحد های قدیمی موجود در کشور که عموماً از شرایط سود دهی خارج شده اند و یا سود ناچیزی دارندکه کم هم نیستند به دلیل عدم رعایت ملاحظات انرژی و همینطور روند فزونی قیمت انرژی در کشور و جهان، امکان کاهش انرژی مصرفی بررسی شود و به این طریق علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی و منابع ملی، کمک به بهبود وضع اقتصادی کشور و رشد فزاینده میهنمان بکنیم. و در این راه روش تقسیم خوراک جزء روشهای بهینه و کم هزینه دسته بندی میشود.
در فاز سوم پروژه به ارائه طراحی مفهومی برجی با خوراک آروماتیک که جزء دسته خوراکهای حساس و قابل بحث در امر فرآیندهای جداسازی قلمداد میشوند پرداختیم و سعی شد قدمی کوچک در ارائه اصول طراحی مفهومی تواماً با کار عملی برداشته شود تا دیگر شاهد نیاز کشور عزیزمان به خرید طراحی های واحدها از کشور های دیگر و خروج ارز از کشور نباشیم زیرا تجربه به ما ملت سرفراز نشان داده که ذهن خلاق ایرانی در هر عرصه ای که وارد شود توانایی کسب موفقیت را داراست لذا من هم سعی کردم تا قدمی هر چند ناچیز در این قسمت بردارم.  در انتها پیشنهاد میشود که جهت ادامه مبحث بهینه سازی در مورد واحد مورد بررسی توجه به امر بهینه سازی شرایط عملیاتی شود زیرا قسمت طراحی به ما نشان داد که شرایط عملیاتی واحد را میتوان با اعمال تغییراتی به حالت اپتیمم نزدیک کرد و به تبع آن شاهد کاهش چشمگیر در هزینه های عملیاتی بود.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط