مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

شبیه‌سازی، آنالیز انرژی و اکسرژی واحد پایدارسازی میعانات گازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس
2 استادمهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس
3 استاد مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
واحد پایدارسازی میعانات گازی یکیاز مهم‌ترین واحدهای عملیاتی در فرایندهای گازی است. در این واحد، میعانات خام با یک سامانۀ تقطیر پایدارسازیمی‌شود. این پژوهش، با شبیه‌سازی و تحلیل فرایند به بررسی انرژی، اکسرژی و هزینههای اقتصادی آن پرداختهاست. در این مطالعه، تأثیر مشخصه‌هایی نظیر دبی و دمای خوراک بر عملکرد انرژی و اکسرژی ارزیابیشدهاست. شبیه‌سازی فرایند بااستفادهاز نرم‌افزار اسپنهایسیس و معادلۀ حالت پنگرابینسون انجامشدهاست. به‌منظور بهینه‌سازی، از روش پیش‌گرمایش خوراک به‌جای خنک‌کن هوایی در بخش پایینی ستون استفادهشدهاست که موجب کاهش 57/91 کیلووات تخریب اکسرژی شدهاست. همچنین، یک مبدل حرارتی انتقال حرارت بهمیزان 333/2کیلووات بین جریان‌های گرم و سرد انجامدادهاست. نتایج نشانمی‌دهد که مصرف کلی انرژی فرایند از 1502/98 کیلووات به 1003/94 کیلووات کاهش یافته و بازده اکسرژی ستون پایدارسازی از 66/11 درصد به 88/21 درصد افزایشیافتهاست. در ساختار بهینه، کل برگشت‌ناپذیری سامانه از 257/4 کیلووات به 156/83کیلووات کاهشیافتهاست. این کاهش معادل 103/4کیلووات تخریب اکسرژی برج پایدارسازی است که بهذخیره‌سازی انرژی و بهبود کیفیت مصرف آن منجرشدهاست.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Simulation, Energy and Exergy Analysis of Gas Condensate Stabilization Unit

نویسندگان English

M. Javadi 1
H. Pahlevanzadeh 2
M. Manteqian 3
1 MSc. in Chemical Engineering, Tarbiat Modares University
2 Professor of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University
3 Professor of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University
چکیده English

The condensate stabilization unit is one of the most important operational units in gas processes. In this unit, the raw condensate is stabilized through a distillation system. This research has investigated the energy, exergy and economic costs by simulating and analyzing the process. In this study, the effect of parameters such as feed flow rate and temperature on energy and exergy performance has been evaluated. The process simulation has been performed using Span Hysys software and the Peng-Robinson equation of state. In order to optimize, the feed preheating method has been used instead of air cooling in the lower part of the column, which has reduced the exergy destruction by 57.91 kW. Also, a heat exchanger has transferred heat by 333.2 kW between the hot and cold streams. The results show that the total process energy consumption has decreased from 1502.98 kW to 1003.94 kW and the exergy efficiency of the stabilization column has increased from 66.11% to 88.21%. In the optimized structure, the total irreversibility of the system has decreased from 257.4 kW to 165.83 kW. This reduction is equivalent to 103.4 kW of exergy destruction of the stabilization tower, which has led to energy storage and improved quality of its consumption.

کلیدواژه‌ها English

Biodiesel
Energy Analysis
Thermal Integration
Exergy
Irreversibility
Simulation
Thermal Recovery
[1]    Bahmani, M., Shariati, J., & Rouzbahani, A. N. (2017). Simulation and optimization of an industrial gas condensate stabilization unit to modify LPG and NGL production with minimizing CO2 emission to the environment. Chinese Journal of Chemical Engineering, 25(3), 338–346. https://doi.org/10.1016/J.CJCHE.2016.07.006
[2]        Al-Ali, H. (2021). Process simulation for crude oil stabilization by using Aspen Hysys. Upstream Oil and Gas Technology, 7, 100039. https://doi.org/10.1016/J.UPSTRE.2021.100039
[3]        Crivellari, A., Cozzani, V., & Dincer, I. (2019). Design and energy analyses of alternative methanol production processes driven by hybrid renewable power at the offshore Thebaud platform. Energy Conversion and Management, 187, 148–166. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.03.017
 [4]        El-Eishy, M., Abdelalim, G., & Aboul-Fotouh, T. (2019). Simulation Study and Optimization of the Operating Variables Affecting the Performance of an Existing Condensate Stabilization Unit. Petroleum and Coal, 61, 1378–1388.
[5]        He, T., & Lin, W. (2020). Design and optimization of integrated single mixed refrigerant processes for coproduction of LNG and high-purity ethane. International Journal of Refrigeration, 119. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.06.033
[6]        Kim, D., & Gundersen, T. (2020). Use of exergy efficiency for the optimization of LNG processes with NGL extraction. Energy, 197, 117232. https://doi.org/
10.1016/j.energy.2020.117232
[7]        Moghadam, N.K., Samadi, M., & Hosseini, Z. (2012). Simulation of Gas Condensate Stabilization Unit Aiming at Selecting the Right Technique and Assessing the Optimized Operational Parameters.
[8]        Moradi Kazerooni, N., Adib, H., Sabet, A., Adhami, M., & Adib, M. (2015). Toward an intelligent Approach for H2S Content and Vapor Pressure of Sour Condensate of South Pars Natural Gas Processing Plant. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 28. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2015.12.006
[9]        Primabudi, E., & Morosuk, T. (2019). Multi-Objective Optimization of Propane Pre-Cooled Mixed Refrigerant (C3MR) LNG Process. Energy, 185. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.07.035
[10]      Shaikh, A., Alnouss, A., & Al-Ansari, T. (2022). Optimising the performance of the condensate stabilisation unit in LNG Processes. In Computer Aided Chemical Engineering, 51, 379–384. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-95879-0.50064-3
[11]      Tahouni, N., Khoshchehreh, R., & Panjeshahi, M. H. (2014). Debottlenecking of condensate stabilization unit in a gas refinery. Energy, 77, 742–751. https://doi.org/10.1016/J.ENERGY.2014.09.047
[12]      Uwitonze, H., Hwang, K. S., & Lee, I. (2017). Modelling and improving natural gas condensate process with stripping and heat integration. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, 118, 71–77. https://doi.org/10.1016/J.CEP.2017.04.022