شکل ۵-۳۰- نمودار آنالایزر غلظت نرمال پنتان برای برج دی پنتانایزر در شرایط پایدار برج ۱۰۳

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ۵-۳۱- کنترل غلظت پنتان بالای برج به وسیله ی دمای پایین برج ۱۰۴
شکل ۵-۳۲- کنترل غلظت پنتان بالای برج به وسیله ی فشار بالای برج ۱۰۴
شکل ۵-۳۳- استراتژی کنترلی برای آنالایزر غلظت نرمال پنتان ۱۰۵
شکل ۵-۳۴- نمودار آنالایزر غلظت ایزوهگزان برای برج دی ایزوهگزانایزر در شرایط پایدار برج ۱۰۶
شکل ۵-۳۵- کنترل غلظت ایزوهگزان بالای برج به وسیله ی دمای پایین برج ۱۰۶
شکل ۵-۳۶- استراتژی کنترلی برای آنالایزر غلظت ایزوهگزان در برج دی ایزوهگزانایزر ۱۱۸
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول ۳-۱- فهرست آلاینده های خوراک و سطح مقاومت انواع کاتالیزور……………………………………………. …….۳۸
جدول ۳-۱- شرایط عملیاتی مربوط به کاتالیزورهای گوناگون فرایند ایزومریزاسیون…………………………….. ………..۳۹
جدول ۳-۳- نام پالایشگاه ها و ظرفیت مربوط به آن ها……………………………………………………………………. ………۴۰
جدول ۳-۴- سموم موجود در خوراک برای کاتالیزور HYSOPAR…………………………………………………….40
جدول ۳-۵- ویژگی های کاتالیزور RISO واحد ایزومریزاسیون…………………………………………………………….. ۴۵
جدول ۴-۱- ویژگی محصول فرایند ایزومریزاسیون…………………………………………………………………………………۵۳ جدول ۴-۲- ویژگی خوراک فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………………….. ۵۸
جدول ۴-۳- آنالیز هیدروژن جبرانی فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. ۵۹
جدول ۴-۴- آنالیز گاز مایع ناپایدار فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. ۶۰
جدول ۴-۵- مشخصات تقطیری محصول ایزومریت فرایند ایزومریزاسیون…………………………………………………… ۶۲
جدول ۴-۶- مشخصات Off-gas فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. ۶۲
جدول ۴-۷- آنالیز گاز مایع محصول فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. ۶۳
جدول ۴-۸- دما و فشار جریان های ورودی……………………………………………………………………………………. ۶۹
جدول ۴-۹- سایزینگ برج های تقطیر واحد ایزومریزاسیون…………………………………………………….. ……………….. ۷۳
جدول ۴-۱۰- سایزینگ ظروف واحد ایزومریزاسیون……………………………………………………………………………….. ۷۴
جدول ۴-۱۱- سایزینگ راکتور……………………………………………………………………………………………………………….. ۷۴
جدول ۴-۱۲- مشخصات مبدلهای پوسته لوله……………………………………………………………………………………………. ۷۵
جدول۴-۱۳- مشخصات کوره و کولرها……………………………………………………………………………………………………. ۷۵
جدول ۴-۱۴- ضرایب شیرهای شبیه سازی شده………………………………………………………………………………………… ۷۶
جدول ۴-۱۵- مقایسه ی داده های شبیه سازی و صنعتی برای نرخ جریان های مهم واحد…………………………. ۷۱
جدول ۴-۱۶- مقایسه ی داده های شبیه سازی و صنعتی برای پارامترهای مهم واحد …………………………………۷۱
جدول ۴-۱۷- مقایسه ی عدد اکتان خوراک و محصول برای داده های پالایشگاه و شبیه سازی…….………….. …۷۲
جدول ۴-۱۸- مقایسه ی بین میزان ترکیب درصد بنزن خوراک و محصول برای داده های پالایشگاه و شبیه سازی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….۷۲
جدول ۵-۱ – لیست کنترلرهای دما، فشار و سطح مایع……………………………………………………………………………… ۸۶
فصل اول
مقدمه
ایزومریزاسیون[۲] یکی از فرآیندهای مهم و مقرون به صرفه جهت ارتقاء کیفیت بنزین به شمار می رود. هدف اصلی در این فرایند افزایش عدد اکتان بنزین و حذف ترکیبات آروماتیکی و اولفین ها است. گرچه عدد اکتان مربوط به این ترکیبات بالاست اما از لحاظ زیست محیطی مضرند و اثرات زیان باری بر سلامتی انسان می گذارند. محصول ایزومریت مقدار بسیار کمی از گوگرد و بنزن را شامل می شود که می تواند به عنوان جزء مخلوط شونده ی ایده آل در مخازن پالایشگاه مورد استفاده قرار بگیرد.
اولین واحد ایزومریزاسیون توسط شرکت UOPدر سال ۱۹۵۳ ساخته شد. فرایند ایزومریزاسیون از لحاظ خوراک به دو نوع تقسیم می شود :
۱- ایزومریزاسیون بوتان و تبدیل آن به ایزوبوتان به عنوان خوراک واحدهای آلکیلاسیون و متیل ترشیری بوتیل اتر
۲- ایزومریزاسیون C5/C6 جهت افزایش عدد اکتان جریان نفتای سبک
خوراک واحد ایزومریزاسیون معمولا حاوی ترکیبات آروماتیکی و بنزن می باشد که طی فرایند اشباع سازی٬ حذف می گردند. گرچه مقدار گوگرد و آب در خوراک بسیار کم است ولی باید توجه داشت که همین مقدار کم نیز می تواند کاتالیزور را مسموم کند. بعضی از شرکت های دارای لیسانس فرایند ایزومریزاسیون عبارتند از : شرکت یو ا پی با نام تجاری پنکس[۳]٬ شرکت اگزنس[۴] با نام تجاری ایپزورب و هگزورب٬ شرکت بی پی[۵] (شرکت نفتی بریتانیا) شرکت شل[۶] با نام تجاری هایزومر.
واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند تحت لیسانس پژوهشگاه صنعت نفت RIPI می باشد. طراحی پایه ی آن توسط شرکت JGCو جزئیات طراحی و ساختار آن توسط کنسرسیوم SEI و ODCC انجام شده است. فرایند ایزومریزاسیون نفتا برای عملیات رویBPSD 8500 از نفتای سبک واحد NHT2 طراحی شده است. هدف از طراحی واحد ایزومریزاسیون٬ بهبود عدد اکتان نفتای سبک تصفیه شده می باشد که از برج تفکیک کننده ی واحد NHT2دریافت می شود. واحدهای ایزومریزاسیون C5/C6 عمدتا شبیه واحدهای هیدروتریتینگ[۷] هستند. در این واحد واکنش های ایزومریزاسیون پارافینی C5/C6صورت می گیرد که با اضافه کردن هیدروژن در حضور کاتالیست٬ تبدیل نرمال پنتان به ایزوپنتان و نرمال هگزان به متیل پنتان و دی متیل بوتان انجام می شود. این واکنش درون راکتور بستر ثابت انجام می شود. خروجی از راکتور به بخش جداسازی منتقل می شود که در آن جا محصولات اصلی و جانبی از هم جدا می شوند. محصولات واحد شامل ایزومریت و گاز مایع تثبیت شده است.
سیستم کنترلی واحد ایزومریزاسیون به علت وجود راکتور گرمازا، جریان های سرد و گرم و کنار گذر، جریان های برگشتی، تجهیزات زیاد و متنوع ( پمپ ها، کمپرسورها، ظرف های نوسان گیر، جداکننده ها و برج تقطیر) و گستره وسیع از شرایط عملیاتی، بسیار پیچیده می باشد. علاوه بر پیچیدگی، حلقه های کنترلی این سیستم به یکدیگر وابسته بوده و از هم تاثیر می گیرند.
تاکنون تلاش های زیادی جهت طراحی سیستم های کنترلی فرآیندهای پیچیده صورت پذیرفته است و دانشمندان بسیاری در این زمینه به نگارش کتب و مقالات پرداخته اند. لویبن و همکارانش در سال ۱۹۹۷ با جمع آوری نظریه های دانشمندان در زمینه کنترل فرآیندهای پیچیده، و ارائه طرح های خود، نظریه ای را با نام (( کنترل جامع فرایند[۸] )) مطرح کرده اند[۱]. در این نظریه سعی شده که تمامی جنبه های یک فرایند پیچیده مورد تحلیل و بررسی قرار بگیرید و بهترین راه جهت کنترل فرایند پیشنهاد داده شود. نظریه کنترل جامع فرایند برای اولین بار بر روی فرایند هیدروآلکلاسیون تولوئن[۹] اجرا و نتایج رضایت بخش آن سبب گردید که از این نظریه برای طراحی سیستم کنترلی بسیاری از فرآیندها استفاده شود.
فرآیندی که سیستم کنترلی آن مطابق با این نظریه طراحی می شود، فرآیندی پیچیده همراه با تجهیزات زیاد و جریان برگشتی می باشد که به سادگی و با اصول عادی کنترل فرایند نمی توان در مورد حلقه های کنترلی آن اظهار نظر کرد. معمولا طراحی سیستم کنترلی فرآیندهایی که دارای قسمت واکنش و جداسازی باشند و این دو قسمت توسط جریان برگشتی به هم مرتبط شوند، کار دشواری بوده و کنترل آنها معمولا با نوسانات زیادی همراه است.
نظریه کنترل جامع فرایند شامل ۹ گام بوده که در طی آن متغیرهای اساسی فرایند شناسایی شده و جهت کنترل آنها کنترلر مناسب پیشنهاد داده می شود. جهت مشخص شدن بهترین کنترلر برای یک متغیر، نیاز است که عملکرد هر یک از کنترلرها روی فرایند بررسی شده و در نهایت دقیق ترین آنها انتخاب شود. به همین منظور باید از فرایند مورد نظر یک شبیه سازی دینامیکی تهیه شده و نتایج ۹ گام بر روی آن پیاده سازی شود.
هدف از انجام این پروژه این است که با شبیه سازی دقیق دینامیکی واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی شازند (ره)، یک سیستم کنترلی مبتنی بر نظریه کنترل جامع فرایند برای این واحد پیشنهاد داده شود که بتواند با کمترین نوسان ممکن، یک کنترل ایمن و اقتصادی برای این واحد فراهم آورد. ضمن اینکه این شبیه سازی، می تواند ما را در بهینه سازی فرایند از نظر کیفیت محصول و افزایش ظرفیت واحد کمک کند. برای این کار کافی است اقدام به تغییرات قابل قبول از نظر فرآیندی در مدل دینامیکی، انجام داد و خروجی های واحد را بررسی نمود. در این جا لازم است به نکاتی پیرامون سیستم کنترلی واحد ایزومریزاسیون اشاره شود.
واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند تقریبا مدت ۳ است که راه اندازی شده است. سیستم کنترلی این واحد در این مدت ایراداتی از خود بروز داده است. یکی از این اشکالات، اغتشاشات دمایی راکتور می باشد که بعضا دمایی خروجی راکتور را به شدت و به میزان زیادی افزایش می دهد و تمهیدات کنترلی برای آن در نظر گرفته نشده است. قطعا این نوسانات دمایی شدید، هم عملکرد راکتور را از لحاظ افت فعالیت کاتالیزور و آسیب رسیدن به بدنه ی راکتور مختل می کند و هم کیفیت محصول ایزومریت را با بحران مواجه می کند و این از نظر اقتصادی برای پالایشگاه مقرون به صرفه نیست.
ایراد دیگر سیستم کنترلی واحد ایزومریزاسیون عدم وجود آنالایزر غلظتی برای برج های مهم واحد ( برج دی ایزوپنتانایزر، دی پنتانایزر و دی ایزوهگزانایزر) می باشد که ممکن است در شرایط نا مطلوب کیفیت محصول را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. منابع کنترل فرایند وجود این آنالایزرها را در برج ها ضروری می شمارند[۱]. خوراک ورودی در فرآیندهای شیمیایی به هر دلیلی می تواند از لحاظ نرخ جریان و غلظت مواد تشکیل دهنده ی آن تغییر نماید. بنابراین باید تمهیدی اندیشیده شود تا در این تغییرات، خلوص مواد با ارزش برج ها که گاها به عنوان محصول فرایند هستند، تحت تاثیر قرار نگیرد. بدیهی است که ایجاد آنالایزر خلوص و کیفیت محصولات برج ها را به بهترین وجه کنترل نموده و این از لحاظ اقتصادی هم به نفع پالایشگاه است.
سیستم کنترلی پیشنهادی که با توجه به اصول نه گانه ی کنترل جامع فرایند استخراج شده است، قطعا با سیستم کنترلی موجود مشترکات زیادی دارد. چون تنها یک راه برای کنترل بسیاری از متغیرها در فرایند وجود دارد. اما به دلیل اینکه فرایند ایزومریزاسیون یک فرایند پیچیده بوده و حلقه های کنترلی روی هم تاثیر می گذارند، می توان کنترلرهای جدیدی برای تعدادی از متغیرها پیشنهاد داد.
فصل های این پایان نامه عبارتند از :
فصل اول مقدمه
در فصل دوم به اصول نظریه کنترل جامع فرایند و گام های اجرای آن می پردازیم. در این فصل نظریه های دانشمندانی را که در زمینه کنترل فرآیندهای پیچیده تلاش کرده اند، آورده ایم و با ذکر مثالهایی، اثرات حلقه های کنترلی روی یکدیگر بیان می شود. سپس ۹ گام نظریه کنترل جامع فرایند شرح داده می شود.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...