شبیه سازی دینامیکی – چکیده
شبیه سازی دینامیکی . واحد بازیافت گوگرد یکی از واحدهای اساسی پالایشگاه های نفت و گاز است که علاوه بر مسائل اقتصادی در زمینه ی مسائل زیست محیطی اهمیت بسیار زیادی دارد. با افزایش آلودگی هوا روز به روز قوانین زیست محیطی سختگیرانه تر می شود بنابراین بهبود شرایط این واحد بسیار حائز اهمیت است. امروزه یکی از ابزارهای قدرتمند در بهبود شرایط عملیاتی واحدهای صنعتی، استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی می باشد.
علی رغم پژوهش های متعددی که تاکنون برای شبیه سازی صحیح واحد بازیافت گوگرد به روش کلاوس در مقیاس صنعتی انجام شده است نتایج این شبیه سازی ها چندان با شرایط واقعی سازگاری ندارند. نرم افزارهایی که به طور معمول در شبیه سازی واحد بازیافت گوگرد مورد استفاده قرار می گیرند (نرمافزارهای PROMAX و SULSIM ) تنها به شبیه سازی ایدآل و حالت پایای فرآیند می پردازند.
در این پروژه مدل سازی دینامیکی کوره ی واکنش، دیگ بازیافت حرارت، بسترهای کاتالیستی و کندانسورهای واحد بازیافت گوگرد انجام شده است و برنامه ی مربوط به هر یک از آن ها توسط نرمافزار متلب نوشته شده است. مدل های نوشته شده کاملاً انعطاف پذیرند و به راحتی می توان تاثیر عوامل مختلف را در آن ها در نظر گرفت. کوره ی واکنش مهم ترین بخش واحد بازیافت گوگرد است از این رو تمرکز بیشتری بر آن شده است. تا کنون مطالعات زیادی در رابطه با شبیه سازی کوره انجام شده است در اکثر این پژوهش ها استفاده از روش سینتیکی به عنوان بهترین روش برای شبیهسازی کوره مطرح شده است اما به دلیل این که هنوز اطلاعات سینتیکی واکنش های کوره کامل نیست این روش نیز چندان دقیق نمی باشد. در این پروژه مدل سینتیکی شامل چهارده واکنش از مهمترین واکنش های کوره است.
نتیجه
نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می دهند که مدل سینتیکی دقتی در حد نرم افزار پرومکس دارد با این مزیت که به کمک این روش پروفایل دما و غلظت ترکیبات در طول کوره بدست آمده اند علاوه بر آن شبیه سازی دینامیکی کوره نیز انجام شده است، در صورتی که در نرم افزار پرومکس این امکانات وجود ندارد. در نهایت سیستم کنترل واحد کلاوس و راهکارهایی که برای بهبود این ساختار کنترلی مطرح شده است مورد بررسی قرار گرفته اند.
عنوان صفحه
چکیده 1
فصل اول مقدمه
1-1 ضرورت حذف سولفید هیدروژن از جریان های گازی 2
1-2 انواع روش های بازیافت گوگرد 2
1-2-1 فرآیندهای اکسایش کاهش در فاز مایع 3
1-2-2 فرآیندکلاوس 5
1-2-3 فرآیند CrystaSulf 5
1-2-4 فرآیند های زیستی 7
1-2-5 فرآیند تصفیه حرارتی سولفید هیدروژن 8
1-2-6 فرآیند UCSRP 9
فصل دوم شرح فرآیند کلاوس
2-1 کلیات 11
2-2 نحوه ی آرایش جریان گاز اسیدی در اطراف کوره 12
2-3 تشریح بخش های مختلف 14
2-3-1 خوراک ورودی و اثر ترکیبات آروماتیکی 14
2-3-2 مخزن جداسازی مایعات همراه گاز اسیدی 16
2-3-3 کوره واکنش 17
2-3-4 تجهیزات اندازه گیری دمای کوره واکنش 19
2-3-5 دیگ بازیافت حرارت 21
2-3-6 کوالیسر 21
2-3-7 کندانسور 22
2-3-8 سیستم گرمایش 23
2-3-9 بستر کاتالیستی 25
2-3-10 زباله سوز 27
2-4 تجهیزات پس از واحد کلاوس 28
2-4-1 فرآیند سوپرکلاوس 28
2-4-2 واحد تصفیه نهایی گاز 29
فصل سوم گوگرد وتعادل فازی
3-1 ساختار گوگرد 31
3-2 تعیین نحوه ی توزیع آلوتروپ های گوگرد 32
3-3 بررسی تعادل فازی در سیستم های حاوی گوگرد 34
3-3-1 معادله حالت پنگ رابینسون 34
3-3-2 مدل ایدآل 38
فصل چهارم مدل سازی
4-1 مدل سازی کوره ی واکنش 40
4-1-1 بررسی مطالعات انجام شده 40
4-1-2 مدل سازی کوره به روش تجربی وسترن 43
4-1-3 مدل سازی کوره به روش راکتور گیبس و راکتور گیبس اصلاح شده 45
4-1-4 مدل سازیی کوره به کمک سینتیک واکنش ها 47
4-2 مدل سازی دیگ بازیافت حرارت 51
4-3 مدل سازی بخش کاتالیستی 54
فصل پنجم شبیه سازی
5-1 مشخصات واحد بازیافت گوگرد پالایشگاه خانگیران 56
5-2 شبیه سازی کوره واکنش و دیگ بازیافت حرارت پالایشگاه خانگیران 60
5-3 شبیه سازی بسترهای کاتالیستی پالایشگاه خانگیران 63
5-4 شبیه سازی کندانسورهای پالایشگاه خانگیران 65
5-5 ارزیابی مدل سینتیکی 65
فصل ششم کنترل
6-1 روش متداول کنترل واحد کلاوس 69
6-2 بررسی مطالعات انجام شده در رابطه با سیستم کنترل واحد کلاوس 72
6-3 سیستم کنترل واحد بازیافت گوگرد پالایشگاه خانگیران 75
جمع بندی و پیشنهادات 82
پیوست A خواص مورد نیاز ترکیبات 84
پیوست B انرژی آزاد گیبس و تعادل شیمیایی 87
پیوست C نحوه ی محاسبه ی نقطه ی شبنم در شرایط ایدآل 90
پیوست D نحوه ی استفاده از بسته های نرم افزاری 91
فهرست علائم 96
منابع 98
واحد بازیافت گوگرد , فرایند کلاوس , مدلسازی , modelling , شبیه سازی دینامیکی , Dynamic Simulation , پالایشگاه گاز , Gas Refinery , سیستم کنترل , control system , کوره , پالایشگاه نفت , Petroleum refinery
خرید پروژه و پایان نامه در مدرسان امیرکبیر