• بازدید : 35 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۱صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

پالايشگاه‌ها، مجتمع‌هاي پتروشيمي و صنايع شيميايي از عمده‌ترين مصرف كنندگان انرژي در ميان صنايعي هستند كه انرژي را به صورت سوخت، بخار و برق مصرف مي‌كنند. هر يك از مجتمع‌هاي فوق داراي گونه‌هاي مختلف فرآيندهاي عملياتي مي‌باشند كه بطور مشترك و يا مستقل از هم در سرويس مي‌باشند. از ميان فرآيندهاي متداول، عمليات تقطير در پالايشگاه‌ها از نقطه نظر مصرف انرژي از اهميت ويژه‌اي برخوردار هستند.
عمليات تقطير درپالايشگاه‌ها عبارت است از فرآيند اقتصادي جداسازي برش‌هاي نفتي جهت حصول به يك مشخصه كيفي خاص مي‌باشد. در فرآيند تقطير كه پارامتر اختلاف نقاط جوش اجزا تشكيل دهنده، عامل جداسازي است، عمليات تكراري تبخير و ميعان كه تا جداسازي موردنظر انجام مي‌گيرد، باعث به هدر رفتن مقادير زيادي انرژي مي‌گردد. انرژي لازم در يك فرآيند تقطير از طريق جوش‌آور تامين مي‌گردد. با توجه به قابليت در دسترس بودن و اقتصاد فرآيند، منبع تامين گرما جهت جوش‌آور شامل بخار آب، روغن‌هاي داغ و يا كوز‌ه‌ها مي‌باشند.
بخارات داغ در داخل برج به سمت بالا حركت مي‌كنند و با مايعاتي كه با سمت پايين در جريان هستند، در چندين مرحله (روي سيني‌ها) تماس پيدا مي‌كنندو  در نهايت با تبادل حرارت به تعادل مي‌رسند. اجزا سبك تبخير شده، در حالي كه اجزا سنگين ميعان مي‌شوند. بخارات در بخش بالاسري كه غني از اجزا سبك است، ميعان مي‌شوند. بخشي از اين مايعات به برج برگردان مي‌شود و بخشي به عنوان محصول از بالاسري خارج مي‌گردد . گرماي حاصل از ميعان اغلب به هوا يا آب و يا هر دو منتقل مي‌شود و گاهي نيز به عنوان پيش گرمكن جريان خوراك و يا ساير موارد استفاده مي‌گردد. در واقع مقدار اين انرژي تعيين كننده است و همين امر آن را براي بازيافت جذاب‌تر مي‌كند، اما به دليل سطح دماي پايين، استفاده مفيد از آن امكان‌پذير نمي‌گردد. به علاوه بخش اعظم آن نيز بوسيله تشعشع و جابجايي از سيستم تقطير به محيط منتقل مي‌شود.
كاهش مصرف انرژي در عمليات تقطير، امروزه در كاهش قيمت تمام شده محصولات بسيار موثر است. بنابراين پايش مصرف انرژي و مقايسه با يك معيار استاندارد و آناليز و تفسير انحراف از حالت استاندارد و در تمام مراحل و بطور مداوم امري ضروري است. به همين دليل ارائه روش‌هاي كاهش مصرف انرژي نسبت به معيار استاندارد اهميت ويژه‌اي داشته و مورد توجه خاص قرار مي‌گيرد.
بهبود شرايط عملياتي
جريان برگردان
فعاليت اساسي در اين بخش جهت بهينه‌سازي مصرف انرژي عبارت است از بهبود كيفيت عمليات و تعيرات. نظر به اينكه هر دو فعاليت مزبور نياز به سرمايه‌گذاري زيادي ندارند، دستاوردي باارزش تلقي مي‌شوند.
در يك واحد تقطير، مهمترين متغير، ميزان جريان برگردان مي‌باشد. معمولا ً تغيير در ميزان برگردان سبب تغيير در ميزان جداسازي و در نهايت كيفيت محصولات مي‌گردد، مگر آنكه ساير پارامترهاي عملياتي به نحوي تغيير يابند كه اين عدم تغيير جبران گردد. هرگونه كاهش در ميزان جريان برگشتي سبب كاهش بار حرارتي ورودي به برج (از طريق جوش‌آور يا كوره) خواهد شد. بنابراين بازيافت انرژي از طريق كاهش نسبت جريان برگشتي بايستي با درنظر گرفتن سطح كيفي محصولات باشد. معمولاً كيفيت محصولات توليدي بالاتر از سطح حداقل مي‌باشد. پس بهتر است با كاهش مرحله‌اي ميزان جريان برگردان، سطح كيفي محصولات تا رسيدن به حداقل سطح قابل قبول آزمايش گردد. ملاحظه مي‌شود كه در اينجا بازيافت انرژي بدون نياز به سرمايه‌گذاري قابل انجام است. پيشنهاد ديگر عبارت است از افزايش خوراك ورودي بدون افزايش ميزان جريان برگردان برج كه در هر دو روش مذكور مقدار قابل توجهي انرژي بازيافت خواهد شد.
محل ورودي خوراك
يك متغير عملياتي مهم ديگر عبارت است از محل ورودي خوراك (سيني خوراك)، به برج كه مصرف انرژي را تحت الشعاع قرار مي‌دهد. انتخاب نامناسب نسبت عريان‌سازي به قسمت غني‌سازي در يك برج تقطير، سبب كاهش بازدهي در يكي از قسمت‌هاي برج تقطير خواهد شد. در چنين حالتي انرژي زيادتري جهت استحصال محصولات موردنظر مصرف خواهد گرديد. بنابراين اغلب ممكن است در طراحي اوليه (با سرمايه‌گذاري اندك) چند محل ورودي خوراك درنظر گرفته شود. در نهايت مي‌بايست داده‌هاي عملياتي بدست آمده از هر يك از محل‌هاي خوراك ورودي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته و محلي انتخاب گردد تا با مصرف حداقل ميزان انرژي، محصولاتي با حداكثر كيفيت بدست آيد. اين مساله بخصوص در واحدهايي كه خوراك‌هاي مختلفي را استفاده مي‌كنند، حايز اهميت است.
فشار
فشار نيز يك متغير عملياتي مهم محسوب مي‌شود كه معمولاً با توجه به دماي آب خنك كننده در دسترس جهت ميعان بخارات بالاسري انتخاب مي‌گردد. در واقع عمليات تقطير بدليل فراريت نسبي اجزاء و سهولت عمليات در فشارهاي پايين مطلوب‌تر است. در فصل زمستان و فصل باراني به علت كاهش دماي محيط و افت دماي آب برج خنك كننده، مي‌توان فشار برج را كاهش داد.
بهبود در تعميرات و روش‌هاي تعميراتي
ميعان كننده بالاسري، كولر هوايي و جوش‌آور (يا كوره) مجموعه يك سيستم تقطير به شمار مي‌روند. پيش گرمايش خوراك و خنك كردن محصولات ته برج توسط مبدل‌هاي حرارتي انجام مي‌گيرد. مبدل‌هاي حرارتي هم در بازيافت انرژي و هم در افزايش راندمان تقطير نقش اساسي بازي مي‌كنند. عملكرد موثر مبدل‌هاي حرارتي توسط عواملي چون گرفتگي و ايجاد رسوب روي سطوح انتقال حرارت، تحت‌الشعاع قرار مي‌گيرد. بنابراين تركيب مناسب عمليات تعميركاري و بازرسي مداوم در كاهش مصرف انرژي بسيار مفيد خواهد بود.
معمولاً عوامل زير در كاهش گرفتگي و رسوب‌گذاري مبدل‌ها موثر هستند:
۱٫ پيش تصفيه جريان خوراك قبل از عمليات تقطير، نمك‌زدايي موثر و فيلتراسيون و جلوگيري از انتقال گل و لاي؛
۲٫ استفاده از برخي از مواد شيميايي ضدرسوب و جرم جهت ممانعت از ترسيب و چسبيدن گل و لاي و مواد جامد به سطوح انتقال حرارت؛
۳٫ تميزكاري مناسب و برنامه مدون تميزكاري دوره‌اي.
به علاوه انجام بازرسي‌هاي منظم جهت پايش و جلوگيري از خوردگي لازم است. در برخي از برج‌هاي تقطير از مواد ضدكف استفاده مي‌شود. اين مساله بخصوص در ميعان كننده بالاسري مفيد مي‌باشد. در كنار عوامل فرق، بازرسي چشمي تجهيزات، لوله‌ها، فلنج‌ها و شيرآلات، تعويض عايق‌هاي مستهلك و از بين رفته، تعميز تله بخارهاي معيوب امري لازم و ضروري مي‌باشد.
استفاده از بازيافت اتلاف حرارتي
هدف از اين روش‌ها بازيافت كامل انرژي از كليه جريانی‌هاي گرم خروجي از واحد تقطير مي‌باشد. در اين مرحله انرژي جريان‌هاي گرم خروجي توسط مبدل‌هاي حرارتي به جريان‌هاي ديگر منتقل مي‌شود. اين جريان‌ها را مي‌توان از واحد تقطير و يا از واحدهاي همجوار ديگر انتخاب نمود.
بهترين مثال اين سيستم، بازيافت انرژي تمركز تقطير در اتمسفر و در خلأ در پالايشگاه‌هاي امروزي است كه بسياري از محصولات و Pump aroundها جهت پيش گرمايش خوراك ورودي به برج استفاده مي‌شوند. امروزه تكنولوژي Pinch جهت بهينه‌سازي بازيافت انرژي استفاده مي‌شود. همچنين در بالاي برج تقطير و تقطير در خلأ منبع انرژي خوبي در داماي پايين در دسترس است. اغلب اين منبع انرژي از طريق كولرهاي آبي يا هوايي به هوا منتقل مي‌شود و در نتيجه بخش اعظم از انرژي اتلاف مي‌شود. 
عايق‌كاري
بازيافت انرژي در واحدهاي تقطير با عايقكاري نامناسب امري بعيد و دست نيافتني است. استفاده از عايقي با جنس و ضخامت مناست، نقش بسيار اساسي در بازيافت انرژي دارد. امروزه جهت بهينه‌سازي عايقكاري از مدل‌هاي كامپيوتري مناسب استفاده مي‌شود. بخشي از فعاليت‌هاي عمده در اين بخش به شرح زير است:
۱٫ درنظر گرفتن سرويس مخصوص عايقكاري؛
۲٫ بهينه‌سازي مداوم ضخامت عايق بر اساس قيمت سوخت و عايت؛
۳٫ بهينه‌سازي مواد مورد استفاده جهت عايقكاري (استفاده از عايق‌هاي با هدايت گرمايي كمتر)؛
۴٫ استفاده از عايق‌هاي مخصوص (سفارشي) جهت نصب روي شيرآلات، فلنج‌ها و …. .
  • بازدید : 54 views
  • بدون نظر
این فایل در ۱۵صفحه قابل ویرایش تهیه شده وشامل موارد زیر است:

طرح توليد الكل با توجه به كاربردهاي وسيع الكل به عنوان ماده اوليه صنايع شيميايي و امكان استفاده از آن در صنايع نفت به عنوان ماده افزودني به سوخت مصرفي كشور و همچنين جايگزين مناسب براي تترااتيل سرب مورد استفاده در بنزين مورد توجه قرار گرفته دارد. اتانول به عنوان يكي از مواد اكسيژن به بالابرنده عدد اكتان بنزين موتور و جايگزين ماده افزودني تترااتيل سرب در دنيا مطرح شده است. پس از بحران انرژي در سال ۱۹۷۳ و توجه بيشتر دنيا به تامين منابع انرژي، اين توجه جهاني بطور مضاعف افزايش يافته است.
تاكنون بسياري از كشورهاي پيشرفته و در حال رشد پژوهش‌هايي را در مورد كاربرد الكل‌ها به عنوان سوخت خودروها به انجام رسانيده‌‌اند. نتايج بدست آمده ر اين زمينه نشان مي‌دهد كه الكل‌ها و اترها با داشتن عدد اكتان بالا مي‌توانند به عنوان جانشين براي تترااتيل سرب موجود در بنزين موتور خودروها مطرح باشند.
آلودگي پايينتر از حد استاندارد ناشي از احتراق الكل نيز عامل موثري در توجه به اين سوخت مي‌باشد. تحقيقات كاربردي در مورد مخلوط‌هاي اتانول و بنزين در كشورهاي آمريكا، ژاپن، هلند، بلژيك، سوييس و اتريش صورت پذيرفته است و هنوز هم ادامه دارد.


مقدمه
احتراق
در يك موتور متعارف بنزيني، سوخت و هوا در يك سيستم ورودي مخلوط مي‌گردند و از طريق سوپاپ ورودي وارد سيلندر مي‌شوند. در سيلندر اختلاط با گاز باقيمانده صورت گرفته و سپس اين مخلوط متراكم مي‌شود. تحت شرايط معمولي كاركرد، احتراق در انتهاي مرحله تراكم و در اطراف شمع بوسيله جرقه الكتريكي آغاز مي‌‌شود. 
در احتراق عادي شعله ايجاد شده توسط جرقه، به آرامي در محفظه احتراق حركت كرده، تا مخلوط سوخت و هوا كاملاً مصرف شود. عوامل متعددي مانند تركيب سوخت، بعضي پارامترهاي خاص و طراحي و عملياتي و رسوبات محفظه احتراق ممكن است از وقوع فرآيند عادي جلوگيري نمايند. دو نوع احتراق غيرعادي وجود دارد كه عبارتند از: ضربه و افروزش سطحي.
ضربه مهمترين پديده احتراق غيرعادي مي‌باشد. نام آن از صداي حاصل از خوداشتغالي قسمتي از مخلوط سوخت، هوا و گاز باقيمانده جلوتر از شعله در حال پيشروي، ناشي مي‌شود. همانطور كه شعله در محفظه احتراق انتشار مي‌يابد، مخلوط نسوخته جلوتر از آن موسوم به گاز پاياني فشرده شده و موجب افزايش فشار، دما و دانسيته آن مي‌‌شود. در قسمتي از مخلوط سوخت و هواي گاز پاياني ممكن است قبل از احتراق عادي، فعل و انفعال شيميايي رخ دهد. 
محصولات حاصل از اين فعل و انفعال ممكن است بعداً خودبخود مشتعل شوند، يعني تمام يا قسمتي از انرژي خود را به سرعت آزاد نمايند. در اين صورت گاز پاياني خيلي سريع سوخته و انرژي شيميايي خود را خيلي سريع سوخته و انرژي شيميايي خود را آزاد مي‌كند. اين امر موجب ايجاد صداي فلزي تيزي به نام ضربه مي‌شود.
براي از بين بردن ضربه در موتورهاي درون‌سوز از الكيل‌هاي سرب بخصوص تترااتيل سرب كه يك ماده افزودني ضدضربه‌اي بسيار موثر مي‌باشد، استفاده مي‌كند. ايجاد اين ضربه در سوخت‌هاي مختلف متفاوت است.
جهت مشخص نمودن سوخت‌هاي مختلف از نقطه نظر ايجاد ضربه، درجه آرام‌سوزي يا عدد اكتان مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
توضيح مقاله
عدد اكتان
كيفيت آرام‌سوزي بنزين را بر حسب عدد اكتان تعيين مي‌كنند. برحسب تعريف، براي ايزواكتان (۲-۲-۴ تري‌متيل‌پنتان) عدد اكتان ۱۰۰ و براي نرمال هپتان عدد اكتان صفر منظور شده است. اگر سوختي با درصد معيني ايزواكتان و نرمال هپتان تهيه شود، بر حسب درصد موجود هر كدام در مخلوط، داراي عدد اكتاني بين صفر تا ۱۰۰ خواهد بود.
امروزه مواد شيميايي گوناگوني جهت جلوگيري از ايجاد ضربه و يا بالا بردن اكتان بنزين بكار مي‌رود. تعدادي از اين مواد عبارتند از: بنزين، الكل اتيليك، تركيبات آلي فلزي مثل كربونيل‌هاي آهن يا نيكل و بسياري از آمين‌ها.
خواص مواد اكسيژنه
مواد اكسيژنه به تركيباتي اطلاق مي‌گردد كه در ساختمان مولكولي آنها اتم اكسيژن بكار رفته است. امروزه دو نوع ماده اكسيژنه براي تركيب با سوخت مصرفي (بنزين) مورد استفاده قرار مي‌گيرد كه عبارتند از الكل‌ها و اترها. 
تمام تركيبات اكسيژنه داراي عدد اكتان بالا و نقطه جوش قابل مقايسه با بنزين مصرفي مي‌باشند: تركيبات الكلي مقدار اكسيژن بيشتري نسبت به تركيبات اتري دارند و اتم اكسيژن بيشتر باعث بهبود احتراق سوخت مي‌گردد.
يكي از بزرگترين تفاوت‌ها بين الكل‌ها و اترها ميزان حلاليت آنها در آب مي‌باشد. الكل‌ها به مراتب بيشتر از اترها در آب حل مي‌گردند و اين به علت وجود اتم اكسيژن در تركيب الكل مي‌باشد كه پيوند قطبي‌تري نسبت به پيوند اكسيژن موجود در اترها بوجود مي‌آورد و حلاليت بيشتر در آب را موجب مي‌گردد.
تاثير اختلاط مواد اكسيژنه گوناگون روي خواص بنزين مصرفي
مواد اكسيژنه گوناگون تاثيرات مختلفي روي خواص بنزين مي‌گذارند.
يكي از پارامترهاي مهم و تاثيرگذار روي خواص بنزين مصرفي عدد اكتان مواد است. مقدار عدد اكتان هر ماده اكسيژنه كه به عنوان جزئي از بنزين و يا ماده افزودني به بنزين بكار مي‌رود، بوسيله عدد اكتان مطلق تعيين مي‌گردد.

عتیقه زیرخاکی گنج