مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

کاهش هزینه‌های اقتصادی و زیست‌محیطی واحد سرویس جانبی پالایشگاه تهران با استفاده از برنامه‌ریزی غیرخطی عدد صحیح مختلط

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه تهران، دانشکدگان فنی،‌ دانشکده مهندسی شیمی
2 دانشگاه تهران،‌ دانشکدگان فنی، دانشکده مهندسی شیمی
3 دانشگاه تهران، دانشکدگان فنی، دانشکده مهندسی شیمی
10.22034/ijche.2024.460660.1420
چکیده
در پژوهش حاضر رویکردی جدید برای تحلیل آب، انرژی و محیط زیست در واحد سرویس جانبی پالایشگاه تهران پیشنهاد شد. هزینه‌های عملیاتی به‌ عنوان تابع هدف اقتصادی تعریف و 5 طرح پیشنهادی شامل حذف تعدادی از تجهیزات فعال مانند دیگ بخار و توربین بررسی شد. با از مدار خارج کردن تجهیزاتی که با حداقل ظرفیت خود کار می‌ کنند و افزایش راندمان دیگر تجهیزات، به‌علاوه واردات برق با نرخ پایین‌تر می‌ توان به ۲۲-1 درصد صرفه‌جویی در هزینه‌های عملیاتی دست یافت. سپس، طرح افزودن چرخه رانکین آلی به تجهیزات موجود با هدف کاهش هزینه‌های اقتصادی و آثار زیست محیطی مطرح شد. تابع هدف زیست‌محیطی بر پایه روش‌های ارزیابی چرخه حیات ارائه و بهینه‌ سازی دو هدفه شبکه بخار پالایشگاه با کمک روش محدودیت اپسیلون انجام شد. نتایج نشان داد که مقدار کمینه هزینه‌های عملیاتی برابر با M$/y ۰۹/۳۵ است (معادل با بیشترین اثرات زیست‏محیطی MPt/y ۶۸/۲۴). همچنین مقدار کمینه تابع هدف زیست‌ محیطی برابر با MPt/y ۶۸/۲۰ (معادل با بیشترین مقدار هزینه ‏های عملیاتی یعنی M$/y۲۶/۳۵) است. انتخاب نهایی در زمینه وزن‌دهی به اهمیت هر کدام از این توابع هدف بر اساس شرایط موجود برعهده تصمیم‌گیرندگان است. طرح افزودن چرخه رانکین آلی با دوره بازگشت سرمایه ۵ ساله می‌تواند راه‌حلی مناسب برای تأمین بخشی از توان موردنیاز شبکه با هزینه عملیاتی پایین‌تر و کاهش آثار زیست محیطی باشد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Reducing Economic and Environmental Costs in the North Utility Plant of Tehran Oil Refinery Using MINLP

نویسندگان English

Fatemeh Mohammad Mohammadi 1
Nassim Tahouni 2
M.Hassan Panjeshahi 3
1 University of Tehran, College of Engineering, School of Chemical Engineering
2 University of Tehran, College of Engineering, School of Chemical Engineering
3 University of Tehran, College of Engineering, School of Chemical Engineering
چکیده English

In this research, a new approach was proposed to analyze water, energy, and environment in the north utility plant of Tehran Oil Refinery. Operating costs were defined as an economic objective function and five scenarios were examined, including the elimination of some equipment such as boilers and turbines. By removing equipment that operates at minimal capacity, increasing the efficiency of other equipment, and importing electricity, a 1-22% saving in operational costs can be achieved. Subsequently, the addition of the organic Rankine cycle to the existing equipment was proposed as a scenario aimed at reducing both economic costs and environmental impacts. The environmental objective function was presented based on life cycle assessment methods, and the multi-objective optimization of the refinery's steam network was performed using the -constraint method. The results showed that the minimum operating costs are equal to 35.09 M$/y, while the most environmental effects are observed at this point (24.68 MPt/y). On the other hand, the minimum value of the environmental objective function is equal to 20.68 MPt/y, while the operating costs of the unit reach their highest value, that is, 35.26 M$/y. The final selection, in terms of prioritizing the importance of each objective function, rests with the decision-makers based on the existing conditions. The scenario of adding the organic Rankine cycle with a payback period of 5 years, is a suitable solution for generating part of the power demand of the network with a lower operating cost and reducing environmental effects.

کلیدواژه‌ها English

Steam system
Mathematical modeling
Utility plant of Tehran Oil Refinery
Water-Energy-Environment Nexus
Process integration