در این پروژه واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان با استفاده از نرم افزار Hysys refinery مشابه سازی شده است. در مشابه سازی و دریافت اطلاعات از خصوصیات خوراک و حل معادلات موازنه جرم و انرژی استفاده شده است. داده های مشابه سازی و داده های عملیاتی واحد کت کراکر آبادان با هم مقایسه شده اند.
همچنین با تغییر بعضی متغیرهای مهم عملیاتی واحد ، تاثیر آنها روی وزن مولکولی و عدد اکتان بررسی شده است و شرایط بهینه برای عملیات واحد معرفی شده است.
در پایان با استفاده از انرژی گرمایی گازهای خروجی واحد ( برج احیاء )اقدام به تولید مقدار قابل توجهی بخار آب با فشار متوسط شده است که مجددا" در واحد مورد استفاده قرار می گیرد و ارزش اقتصادی ان محاسبه گردیده است.
کلمات کلیدی :
1- شکست کاتالستی 2- برج احیاء 3- رایزر 4- عدد اکتان 5- بستر سیال 6- فعالیت کاتالیست
فهرست مطالب
فصل اول مقدمه ................................ 1
مقدمه .............................................................. 2
1-1- مدلسازی و شبیه سازی .................................................. 2
1-2- کاربردهای شبیه سازی.................................................... 3
1-2-1- کاربردهای شبیه سازی در پژوهش و توسعه فرایندها ..................................................... 3
1-2-2- کاربردهای شبیه سازی در طراحی فرایند ......................................................... 3
1-2-3- کاربردهای شبیه سازی در بهره برداری مطلوب ازتاسیسات موجود .................................... 4
فصل دوم تئوری ...................................................................... 6
2-1- شرح کلی ...................................................................................................... 7
2-2- چگالی و اندازه ذرات ...................................................................................... 8 2-3- فعالیت (Activity)........................................................... 9
2-4- مقدار کربن بر روی کاتالیست (Carbon content) .................................... . 9
2-5- تبدیل (Conversion) ............................................................ 10
2-6- مشابه سازی واحد کت گراکر ........................................................... 10
2-7- واکنشهای شیمیایی کراکینگ................................................. 11
2-8- مدل سینیتیکی کراکینگ ........................................ 12
.2-9- شرح کلی واحد FCCU آبادان ............................................ 15
2-9-1- سیستم پیش گرم کننده خوراک (Feed preheater system) ........................................... 16
2-9-2- راکتور (Reactor) ............................................................. 17
2-9-3- تزریق خوراک به راکتور(Feed injection to reactor) ............................................................................ 17
2-9-4- منطقه واکنشReaction zone ) ) ................................................................................................................... 18
2-9-5- بازیابی کننده کاتالیست در راکتور(Reactor catalyst recovery) .......................................................... 19
2-9-6- عریان کننده کاتالیست مصرف شده (Spent catalyst stripper) ............................................................... 20
2-9-7- لوله ایستاده کاتالیست مصرف شده و شیرهای لغزنده
(Spent catalyst stand pipe & slide valves) .......................................................... 21
2-9-8- احیاء کننده کاتالیست (Regenerator section) ............................................ 22
2-9-9- دمنده هوا (Air blower) ................................................ 22
2-9-10- احیاء کننده ............................ 23
2-9-11- کاترل ((cottrell percipitator .................................................................. 25
2-9-12- بخش تفکیک محصولات راکتور(Fractionation section) .......................... ........................................ 25
2-9-13- سیستم ته مانده برج (Slurry system) ..................................................................................................... 26
2-9-14- ته نشین کننده دور(Dor settler) .................................................................................................................... 26
2-9-15- سیستم گازوییل سنگین (Heavy cycle oil system) ......................................... 27
2-9-16- سیستم گازوییل سبک (Light cycle oil system) ...................... 27
2-9-17- سیستم برگشتی گردشی بالای برج (Top circulating reflux system) .............................. 28
فصل سوم پیشینه ................................ 29
فصل چهارم اشکال و جداول................................... 31
فصل پنجم نتایج و بحث ........................................ 74
5-1- بحث و نتیجه گیری ............................ 75
5-2- خوراک ............................ 75
5-3- رایزر (Riser) .......................... 76
5-4- راکتور ......................... 78
5-5- کاتالیست .................. 79
5-6- داده های تجربی ....................... 80
فصل ششم
نتیجه گیری ............................... 84
منابع ............... 86
فهرست اشکال
1-1: مدل سه تکه ای ............. 13
2-1: مدل چهار تكه ای ....................14
a1-4: شمای کلی مشابه سازی واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ................................................................................ 32
b 1-4: شمای کلی مشابه سازی واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ................................................................................ 33
2-4: بخش های مختلف واحد کت کراکر وارتباط بین آنها ................................................................................................ 34
3-4: بخش های جانبی مربوط به واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان .................................................................................. 34
۴-4: شخصات هندسی مربوط به طراحی واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ................................................................... 35
5-4: مقدار هدر رفتگی گرما در طراحی واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ..................................................................... 35 6-4: اطلاعات عملیاتی مربوط به بالا برنده خوراک واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ................................................ 36
7-4: اطلاعات عملیاتی مربوط به برج احیاء واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ............................................................... 36
8-4: اطلاعات عملیاتی مربوط به راکتور واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ....................................................................... 37 9-4: فشار های عملیاتی موجود در واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ............................................................................ 37
10-4: اطلاعات مربوط به خوراک واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ............................................................................... 38
11-4: اطلاعات مربوط به کاتالیست مورد استفاده در واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ........................................... 38 12-4: فاکتورهای تصحیح واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ............................................................................................ 39
برگه وضعیت جریان های موجود بر روی واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ..................................................... 39 13-4:
14-4: وپزگیهای جریان های موجود بر روی واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان .......................................................... 40
15-4: ترکیب درصد محصول خروجی از واحد کت کراکر ................................................................................................ 40 16-4: نتایج مربوط به وضعیت واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان .................................................................................. 41
17-4: نتایج مربوط به برش های گرفته شده از کت کراکر پالایشگاه آبادان .............................................................. 42
18-4: نتایج مربوط به وضعیت بالابرنده های خوراک در واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ........................................... 43
19-4: نتایج مربوط به برج احیاء واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان .................................................................................... 44
20-4: نتایج مربوط به وضعیت کاتالیست پالایشگاه آبادان ................................................................................................. 45
21-4: نتایج مربوط به وضعیت کک در واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ...................................................................... 46 22-4: نتایج مربوط به وضعیت راکتور و عریان کننده کاتالیست ..................................................................................... 47
23-4: نتایج مربوط به وضعیت فشار در واحد کت کراکر پالایشگاه آبادان ..................................................................... 48 24-4: ارتباطات موجود در برج تفکیک پالایشگاه آبادان .................................................................................................... 49
4: نمایش وضعیت و محاسبات مربوط به برج تفکیک واحد کت کراکر ................................................................ 50 -25
26-4: مشخصات مربوط به برج تفکیک واحد کت کراکر ................................................................................................ 51
27-4: مشخصات مورد استفاده در محاسبات مربوط به برج تفکیک واحد کت کراکر ............................................. 52
28-4: تغیرات دما و فشار در سینی های مربوط به برج تفکیک واحد کت کراکر ..................................................... 53
29-4: تقریب های مورد استفاده در سینی های مختلف برج تفکیک واحد کت کراکر ............................................. 53
30-4: وضعیت محصولات جانبی برج تفکیک واحد کت کراکر ....................................................................................... 54
31-4: مشخصات فیزیکی سینی های برج تفکیک واحد کت کراکر ............................................................................. 54
32-4: میزان افت فشار در سینی های مختلف برج تفکیک واحد کت کراکر .............................................................. 55
33-4: شرایط عملکردی مربوط به جریان های مرتبط با برج تفکیک واحد کت کراکر ............................................. 55
34-4: خصوصیات مربوط به جریان های مرتبط با برج تفکیک واحد کت کراکر ....................................................... 56
35-4: ترکیب در خوراک و محصولات مربوط به برج تفکیک واحد کت کراکر ......................................................... 56
های مورد استفاده در محاسبات مربوط به برج تفکیک واحد کت کراکر .......................................... 57 spec : 36-4
37-4: خلاصه ای از عملکرد سینی های مختلف مربوط به برج تفکیک واحد کت کراکر ...................................... 57
44-4: عملکرد pinch در سینی های مختلف برج تفکیک واحد کت کراکر ................................................................. 61
45-4: برگه مربوط به تنظیم جریان های موجود در برج تفکیک واحد کت کراکر ................................................. 61
46-4: محیط مربوط به برج تفکیک و جریان های ورودی و خروجی واحد کت کراکر ............................................ 62
47-4: ارتباطات مربوط به طراحی برج تفکیک واحد کت کراکر .................................................................................. 62
48-4: پارامتر های مربوط به طراحی برج تفکیک واحد کت کراکر ............................................................................. 63
49-4: تقریب های مورد استفاده در طراحی برج تفکیک واحد کت کراکر .............................................................. 63
50-4: برگه شرایط مربوط به خروجی های برج تفکیک واحد کت کراکر ................................................................. .64
51-4: برگه مربوط به خصوصیات محصولات برج تفکیک واحد کت کراکر .............................................................. .64
52-4: برگه مربوط به خصوصیات محصولات برج تفکیک واحد کت کراکر ............................................................. 65
53-4: برگه مربوط به ترکیب درصد محصولات برج تفکیک واحد کت کراکر .......................................................... 65
54-4: برگه مربوط به ترکیب درصد محصولات برج تفکیک واحد کت کراکر ........................................................... 66
55-4: برگه مربوط به شرایط کاندنسر مربوط به برج تفکیک ........................................................................................ 66
56-4: برگه مربوط به خصوصیات محصولات کاندنسر برج تفکیک ............................................................................... 67
57-4: برگه مربوط به ترکیب درصد محصولات خروجی از کاندنسر برج تفکیک ....................................................... 68
58-4: شکل نقطه جوش محصولات خروجی از کاندنسر برج تفکیک ........................................................ 69
59-4: برگه مربوط به شرایط محصولات کاندنسر برج تفکیک ......................................................... 70
60-4: برگه مربوط به خصوصیات محصولات کاندنسر برج تفکیک ........................................... 71
61-4: برگه مربوط به ترکیب درصد محصولات کاندنسر برج تفکیک ...................................... 72
62-4: برگه مربوط به مقدار و مشخصات بخار آب تولیدی .................................... 73
فهرست نمودارهاا
38-4: نمودار تغییرات دما در سینی های مختلف برج تفکیک واحد کت کراکر ...................................................... 58
39-4: تغییرات فشار در سینی های مختلف برج تفکیک واحد کت کراکر ................................................................ 58
43-4: تغییرات مقدار K برای آب، پروپان، i_بوتان و n_بوتان در برج تفکیک واحد کت کراکر ................................ 60
41-4: تغییزات مقدار چگالی مایع و بخار در سینی های مختلف برج تفکیک واحد کت کراکر ............................ .59
42-4: تغییرات نسبت مولی آب، پروپان، i_بوتان و n_بوتان در برج تفکیک واحد کت کراکر ..................................... 60
40-4: تغییرات مقدارجریان مایع و بخار در سینی های مختلف برج تفکیک واحد کت کراکر ................................ 59
1-5: تغییرات جرم مولکولی و عدد اکتان با تغییر دمای خوراک ................................... 76
تغییرات جرم مولکولی و عدد اکتان با تغییر قطر رایزر ......................... 77 :2-5
3-5: تغییرات جرم مولکولی و عدد اکتان با تغییر طول رایزر ...................... 78
4-5: تغییرات جرم مولکولی و عدد اکتان با تغییر دمای راکتور ........................... 79
5-5: تغییرات جرم مولکولی و عدد اکتان با تغییر درجه فعالیت کاتالیست ....................... 80
6-5: مقایسه داده های تجربی با داده های ناشی از مشابه سازی با
نرم افزار مربوط بهC.C.G کت کراکر پالایشگاه آبادان ................... 81
7-5: مقا یسه داده های تجربی با داده های ناشی از مشابه سازی با
نرام افزار مربوط به L.C.O کت کراکر پالایشگاه آبادان.......... 82
8-5: مقایسه داده های تجربی با داده های ناشی از مشابه سازی با
نرام افزارمربوط به H.C.O کت کراکر پالایشگاه آبادان ............ 82
9-5: مقایسه داده های تجربی با داده های ناشی از مشابه سازی با
نرام افزار مربوط به slurry oil کت کراکر پالایشگاه آبادان .. 83
مکانیک