بهینه سازی چیدمان برجهای تقطیر
چکیده
برج تقطیر به عنوان مهمترین وسیله جهت جداسازی ترکیبات هیدروکربنی می باشد. دربرجهای تقطیر مصرف انرژی سهم بالایی را در هزینه های عملیاتی سیستم دارد و کاهش آن به عنوان ملزوات سیستم به شمار می آید. از طرفی جداسازی جریانها با توجه به تعداد اجزائ تشکیل دهنده، توالیهای متعددی را دارا می باشد و تعداد این توالی چیدمانها با افزایش تعداد اجزاء جریان بشدت افزایش می یابد. این امر باعث پیچیدگی سیستم شده و دست یابی به چیدمان بهینه را دشوارتر می سازد. در این پایان نامه با استفاده از تئوریهای مربوط به برج تقطیر حاکم بر مفاهیم تکنولوژی پینچ به بهینه سازی توالی برجهای تقطیر پرداخته شده است. بدین صورت که ابتدا بر اساس تئوریهای یکپارچه سازی، حداکثر یکپارچه سازیهای ممکن برای سیستم جداسازی محصول سبک واحد الفین با چهار جزء در توالیهای مختلف در نظر گرفته شده و با استفاده روشهای بهینه سازی ممکن شرایط عملیاتی بهینه شده است. ضمنا جهت بالا بردن بازدهی اگزرژتیک در مجموعه برجهای تقطیر امکان تولید توان در چیدمانها بررسی شده و همچنین نشان داده شده که سیستم پیچیده ای که دارای حداکثر یکپارچه سازی است لزوما دارای قابلیت کنترل پذیری کمتری نسبت به بقیه چیدمانها نمی باشد. در بخش بعدی الگوریتمی برای ایجاد یکپارچه سازی های حرارتی در چیدمانها و محاسبه تابع هدف هزینه های سالانه کل سیستم ارائه شده و سپس با استفاده از روشهای سریع به طراحی، کد گذاری و حل ریاضیاتی جهت بهینه سازی توالیهای مختلف در موارد مطالعاتی پرداخته شده است. بمنظورکمینه سازی هزینه های سالانه از روشهای بهینه سازی الگوریتم ژنتیک و جستجوی هارمونی استفاده شده است. در نهایت با استفاده از این نتایج و روش ارائه شده، مساله جداسازی الفین با تمام اجزاء بررسی شده و چیدمان یکپارچه حرارتی بهینه برای آن انتخاب شده است. همچنین در تمام قسمتها نتایج مراجع معتبر مقایسه و صحه گذاری شده و نشان از آن دارد که در تمام موارد دقت و سرعت بهتری نسبت به کارهای گذشته دارد.