این فایل در قالب پی دی اف و 155 صفحه می باشد.
این پایان نامه جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی طراحی و تدوین گردیده است . و شامل کلیه مباحث مورد نیاز پایان نامه ارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این پایان نامه را با قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده ازمنابع اطلاعاتی و بالابردن سطح علمی شما در این سایت ارائه گردیده است.
چکیده:
تکنولوژی Pinch ابتدا به عنوان ابزاری برای کاهش انرژی به خصوص برای طراحی شبکه های پیش گرمکن منظور و مورد توجه قرار گرفته بود، اما به تدریج کاربرد تکنولوژی Pinch دامنه وسیع تری پیدا کرد و به عنوان تکنولوژی برتر در زمینه های درک و فهم مسائل حرارت و توان در فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به قیمت روزافزون انرژی و نیز مصرف فراوان انرژی در صنایع شیمیایی به ویژه صنایع پلیمریزاسیون، به کارگیری تکنولوژی انتگراسیون حرارتی در این واحدها برای ارائه راهکار مناسب جهت کم کردن مصرف انرژی حائز اهمیت فراوان است. در پروژه حاضر طراحی شبکه مبدل های حرارتی واحدهای Direct و EDC purification و Oxy.chlorination و chlorination با استفاده از تکنولوژی Pinch انجام گرفته است.
نتایج به دست آمده از انتگراسیون حرارتی و طراحی شبکه مبدل های حرارتی واحدهای مذکور را می توان به صورت، افزایش تبادل حرارت و کاهش نیاز به مصرف انرژی از تأسیسات حرارتی سرد و گرم، کاهش هزینه های سالیانه به وسیله مشخص کردن ارتباطی پایاپای بین هزینه عملیات (مواد خام و انرژی) و هزینه سرمایه گذاری (تجهیزات) و در نتیجه کاهش مصرف انرژی، بهبود مصرف مواد خام و کاهش هزینه تجهیزات، کاهش قیمت تمام شده محصولات و نیز تأثیرگذاری آن در مسائل زیست محیطی، بیان نمود.
فهرست
چکیده
مقدمه
فصل اول: کلیات
۱-۱) هدف
۲-۱) پیشینه تحقیق
۳-۱) روش کار و تحقیق
فصل دوم: مجتمع پتروشیمی اروند در یک نگاه
۱-۲) مقدمه
۲-۲) کارخانه کلر آلکالی
۳-۲) کارخانه اتیلن دی کلراید/ وینیل کلرید مونومر (EDC / VMC)
۴-۲) کارخانه PVC
۵-۲) دریاچه نمک
۶-۲) واحد تغلیظ اسید سولفوریک
۷-۲) واحد تولید اکسیژن
۸-۲) معرفی واحدهای مختلف کارخانه EDC / VMC
فصل سوم: تاریخچه پینچ
۱-۳) مقدمه
۲-۳) تاریخچه پینچ
فصل چهارم: سلسله مراتب طراحی فرآیند
۱-۴) مقدمه
۲-۴) سلسله مراتب طراحی فرآیند و نمودار پیازی
۳-۴) هدف گذاری انرژی
۴-۴) منحنی های ترکیبی
۵-۴) اصول پینچ
۶-۴) جدول الگوریتمی مسأله
۱-۶-۴) ایجاد دماهای اینتروال
۲-۶-۴) تعیین آنتالپی هر اینتروال
۳-۶-۴) آنالیز آبشاری
۷-۴) انتخاب یوتیلیتی
۸-۴) نیازهای گرمایی و سرمایی می نیمم
۹-۴) بررسی قانون اول
۱۰-۴) دمای پینچ
۱۱-۴) ارتباط می نیمم گرما و سرمای مورد نیاز قانون اول
۱۲-۴) طراحی شبکه مبدل های حرارتی
۱۳-۴) رسم نمودار شبکه
۱۴-۴) تقسیم جریانها
فصل پنجم: مقدمه ای بر انتگراسیون فرآیند
۱-۵) مفهوم انتگراسیون فرآیند
۲-۵) کاربردهای انتگراسیون فرآیندها
۳-۵) مزایای استفاده از انتگراسیون فرآیندها
۴-۵) دامنه کاربردهای انتگراسیون فرآیندها
۶-۵) روش شناسی انتگراسیون فرآیندها
فصل ششم: بهینه سازی فرآیند با Aspen Pinch
۱-۶) مقدمه
۲-۶) Aspen Pinch برای تحلیل انرژی
۳-۶) Aspen Pinch در بهینه سازی فرآیند
۴-۶) Aspen Pinch برای طراحی واحدهای پشتیبانی
۵-۶) Aspen Pinch برای طراحی و تحلیل شبکه مبدل ها
۶-۶) Aspen Pinch برای تحلیل کلی سایت
۷-۶) Aspen Pinch در یکپارچه سازی دبی کاری
فصل هفتم: روشهای طراحی شبکه مبدل های حرارتی
۱-۷) مقدمه
۲-۷) هدف یابی در طراحی پروژه ها
۳-۷) طراحی شبکه مبدل های حرارتی براساس ضریب انتقال حرارت ثابت
۱-۳-۷) هدف گذاری براساس ضریب انتقال حرارت ثابت
۱-۱-۳-۷) محاسبه راندمان سطح شبکه
۲-۱-۳-۷) محاسبه سطح هدف برای مقادیر مختلف انرژی
۳-۱-۳-۷) رسم منحنی
۴-۱-۳-۷) برآورد هزینه های سرمایه گذاری و ذخیره سازی انرژی
۵-۱-۳-۷) محاسبه دلتای T می نیمم هدف
۲-۳-۷) طراحی شبکه مبدل های حرارتی براساس ضریب انتقال حرارت ثابت
۱-۲-۳-۷) برقراری اهداف
۲-۲-۳-۷) استفاده تحلیل مسأله باقیمانده برای طراحی شبکه مورد نظر
۳-۲-۳-۷) پذیرش مبدل های حرارتی مناسب
۴-۲-۳-۷) تشکیل منحنی نیروی محرکه
۵-۲-۳-۷) بهبود مبدل های نامناسب به وسیله تغییر مکان بر روی DFA
۶-۲-۳-۷) ارتباط دادن جریان های باقیمانده
۷-۲-۳-۷) کامل نمودن طراحی و بهینه نمودن آن برای رسیدن به شبکه مبدل های حرارتی طراحی شده نهایی
۴-۷) طراحی شبکه مبدل های حرارتی براساس افت فشار ثابت
۱-۴-۷) اهمیت بررسی افت فشار در شبکه مبدل های حرارتی
۱-۱-۴-۷) روابط افت فشار برای مبدل های پوسته و لوله ای
۲-۱-۴-۷) محاسبه حداقل سطح مورد نیاز شبکه بر مبنای افت فشارهای مجاز
۲-۴-۷) هدف گذاری شبکه مبدل های حرارتی براساس افت فشار ثابت
۳-۴-۷) طراحی شبکه مبدل های حرارتی براساس افت فشار ثابت
۱-۳-۴-۷) تحلیل مسأله باقیمانده براساس افت فشار ثابت
۵-۷) طراحی شبکه مبدل های حرارتی به منظور رفع گلوگاههای حاصل از افزایش ظرفیت
۶-۷) طراحی شبکه مبدل های حرارتی با ضرایب انتقال حرارت متفاوت با توجه به افت فشار مجاز جریان ها
۱-۶-۷) مقدمه
۲-۶-۷) هدف گذاری توسط روش متداول پینچ
۳-۶-۷) رابطه افت فشار، ضریب انتقال حرارت و سطح تبادل حرارت مبدل
۴-۶-۷) هدف گذاری سطح بر مبنای افت فشار ثابت
۵-۶-۷) هدف گذاری با ملاحظات تفاوت ضرایب انتقال حرارت جریان ها
۶-۶-۷) روش جدید هدف گذاری بر مبنای ضرایب انتقال حرارت متفاوت و افت فشار مجاز
فصل هشتم: نحوه حل مسأله
۱-۸) صورت مسأله
۲-۸) مشخصات نرم افزار، Default و مفروضات
۱-۲-۸) مقدمه
۲-۲-۸) معرفی نرم افزار به همراه مشخصات آن
۳-۸) نحوه حل مسأله
۴-۸) جزئیات حل مسأله با نرم افزار
فصل نهم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۱-۹) نتیجه گیری
۲-۹) پیشنهادات
منابع و مؤاخذ
فهرست منابع فارسی
فهرست منابع لاتین
چکیده انگلیسی
مقدمه:
یکی از مهمترین مباحثی که در حال حاضر مطرح می باشد بازیافت توان و انرژی در صنعت و استفاده بهینه از انرژی های موجود در واحدهای مختلف نفت و پتروشیمی یا به عبارت دیگر انتگراسیون فرآیندها است. در ریاضیات انتگرال گیری از تابع به مفهوم محاسبه سطح محصور بین منحنی و یکی از محورهای مختصات می باشد و این امر با تعیین سطح هر مستطیل یا ذوزنقه و جمع کردن مساحت های آنها امکان پذیر می باشد. انتگراسیون فرآیندها نیز مفهوم مشابهی دارد، به عبارت دیگر، منظور از انتگراسیون فرآیندها (یکپارچه کردن فرآیند) چیدن و قرار دادن اجزاء تجهیزات فرآیندی در واحد می باشد (جمع کردن تجهیزات) به نحوی که شرایط بهینه حاصل گردد. هدف از انتگراسیون فرآیندها را می توان به صورت زیر بیان نمود:
1- طراحی بهتر فرآیند
2- کاهش هزینه های منابع حرارتی گرم و سرد خارجی
3- کاهش اتلاف انرژی
4- استفاده بهینه و مناسب از دستگاه ها
تئوری Pinch انتگراسیون فرآیندها را امکان پذیر می سازد، این روش برای حل بسیاری از مسائل فرآیندی از جمله موارد زیر کاربرد دارد:
1- طراحی شبکه مبدل های حرارتی
2- تعیین صحیح محل قرار گرفتن تجهیزات فرآیندی (کمپرسورها، پمپ ها، توربین ها، برج های تقطیر و…)
3- انتخاب بهینه منابع حرارتی گرم و سرد خارجی
4- تعیین تقریبی سطح تبادل حرارت شبکه مبدل های حرارتی، قبل از طراحی شبکه مورد نظر (Targeting)
5- تعیین هزینه دستگاه ها (Capital Cost) و هزینه انرژی (Energy Cost)
نظر به اینکه انتگراسیون فرآیند یک سیستم روش شناسی سازگار یافته است، از بزرگترین مزایای آن پیش بینی فرآیندهای یا واحدهای پیچیده از قبیل پالایش نفت، کارخانجات شیمیایی، پتروشیمی و غیره می باشد. در واحدهای ساده و کوچک مانند صنایع غذایی و نوشیدنی نیز انتگراسیون فرآیند کاربردی و پردازشی است. از صنایع دیگری که انتگراسیون فرآیند به طور موفقیت آمیزی در مورد آنها عمل کرده است صنایع خمیر، کاغذسازی، داروسازی و صنایع فلزی می باشد.
یکی از مفصل ترین مباحث انتگراسیون فرآیند، طراحی و توصیف راکتورها، جداکننده ها (مخصوصا سیستم هایی با مصرف انرژی همانند برج های تقطیر، خشک کن ها و تبخیر کننده ها)، شبکه مبدل های حرارتی و واحدهای پشتیبانی (بخار در فشارهای مختلف، کوره ها، سردسازها و غیره) است، از طرفی Aspen pinch یک ابزار فراگیر برای طراحی یا طراحی مجدد سیستم شبکه مبدل های حرارتی جهت بازیافت انرژی می باشد. به کارگیری این تکنیک در طراحی مبدل های حرارتی و خصوصا انجام اصلاحاتی بر روی آنها به منظور افزایش تبادل حرارت و در نتیجه کاهش نیاز به مصرف انرژی از تأسیسات حرارتی سرد و گرم، مقرون به صرف می باشد.
در این پروژه اطلاعات مربوط به فرآیند تولید کمپلکس PVC در واحد پتروشیمی اروند جمع آوری شده است و مطالعه تکنولوژی Pinch و تجزیه و تحلیل نتایج در این واحد انجام گردیده است. این تجزیه و تحلیل با استفاده از نرم افزار Aspen pinch صورت پذیرفته است.
پایان نامه کارشناسی ارشد شیمی طراحی شبکه مبدل های حرارتی واحد تولید کمپلکس PVC با استفاده از تکنولوژی Pinch
