جهت حصول اطمینان از عدم رسوب نمکهای همراه نفت خام در لوله های مسیر ، فشار سیال به اندازه کافی بالا نگهداشته می شود تا از تبخیر شدن سیال جلوگیری به عمل آمده و سیال در فاز مایع باقی بماند . برای این منظور دو سیستم افزایش فشار – چارج پمپها و بوستر پمپها – در دو نقطه از مسیر پیش گرمایش نفت خام در نظر گرفته شده است .

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

نفت خام پیش گرم شده از کنترل کننده های دبی در ورودی هر پاس کوره گذشته و دبـی آن عـلاوه بـر سنجش ، نـمایش داده شـده و کنترل مـی گـردد . کـوره دارای ۸ پاس مختلـف مـی باشـد . تمـامـی کـنترل کنـنده هـای فـوق تـوسـط کـنترل کنـنده اصـلی (Master Flow Controller) فرماندهی می شوند.
نفت خام ابتدا از بخش همرفتی کوره ( Convection ) و سپس از بخش تشعشعی آن ( Radiation ) می گذرد . مخلوط مایع و بخار تشکیل شده در کوره با دمای بیش از ۳۵۰ °C از آن خارج شده ، وارد برج تقطیر اتمسفری می گردد . یک سیستم سنجش ، ثبت و کنترل دمای خروجی از کوره نصب شده است که وظیفه آن کنترل دمای خروجی از کوره می باشد . این سیستم با کم و زیاد کردن سوخت کوره این هدف را برآورده می نماید .
شکل ۴ – ۲ ) مسیر پیش گرمایش نفت خام
محصول ته برج ( Atmospheric Residuum ) در ۵ سینی زیر سینی خوراک توسط بخار آب عریان سازی ( Stripping ) می شود . این سینیها از نوعBubble Cap می باشند. ته مانده عریان سازی شده ( Stripped Residuum ) از ته برج خارج شده و پس از انتقال گرمای خود به نفت خام ورودی و آنگاه خنک شدن در کولرهای هوایی ، با دمای ۹۵ °C و فشار ۷ bar به بیرون از واحد ارسال می گردد .
سینیهای ششم تا پانزدهم به دلیل پایین بودن جریان مایع برج و جهت بالاتر بردن راندمان این سینیها از نوع Bubble Cap انتخاب شده اند . جریان مایع مربوط به سینی بالای سینی خوراک که اصطلاحاً به آن Over Flash گفته می شود از این سینی خارج شده و پس از گذر از یک سیستم جریان نگار به برج برگشته ، روی سینی خوراک ( سینی شماره ۵ ) خواهد ریخت . این امر به اپراتور این امکان را می دهد که میزان جریان مایع داخل برج را تشخیص داده و کنترل نماید . میزان Over Flash با افزودن و یا کاستن بار کوره به ترتیب افزایش یا کاهش داده می شود .
بقیه سینیهای برج از نوع سوراخ دار ( Sieve Tray ) می باشند . سینیهای ۱۰ تا ۱۴ دارای دو پاس ، سینیهای ۱۵ تا ۲۸ دارای ۴ پاس و بقیه سینیها دارای دو پاس می باشند. به دلیل دبی بالای جریان بازروانی میانی نفت سفید ( Kerosene Pump Around ) ، سینیهای ۱۶ تا ۲۸ را ۴ پاسه انتخاب کرده اند . مایع مربوط به جریان بازروانی میانی گازوئیل Gas Oil Pump Around و نیز برش گازوئیل از سینی شماره ۱۵ خارج می گردد . جریان مایع مربوط به Gas Oil Pump Around توسط سیستم کنترل جریان سنجیده ، نمایش و کنترل می گردد . این مایع به عنوان سیال گرم کننده وارد ریبویلر مربوط به برج عریان ساز نفت سفید می شود . این مایع پس از آنکه در ریبویلر فوق گرمای خود را از دست داد ، خنک شده و به عنوان جریان بازروانی میانی گازوئیل ( Gas Oil Pump Around ) مجدداً وارد برج شده و روی سینی شماره ۱۶ می ریزد . جریان Gas Oil Pump Around جهت ایجاد شیب دمایی مورد نیاز در برج و همچنین دستیابی به درجه خلوص بالاتر استفاده می گردد . جریان مربوط به برش گازوئیل پس از گذر از یک سیستم کنترل کننده سطح مایع در برج عریان ساز وارد این برج می شود . بـرج Gas oil Stripper دارای ۶ سـینی بـوده و گـازوئـیل تـوسـط بـخار آب در آن عـریان سـازی می شـود . گـازوئیل عـریان سازی شده آنگـاه تـحت کنـترل دبـی از ایـن بـرج خـارج می گـردد . این مـحصول پس از گـذر از ریبویـلر مـرـبوط بـه بـرج تثبیـت کننده ( Stabilizer Reboiler , E-111 ) و نیز پس از تبادل گرما با نفت خام وارد کولرهای هوایی و آبی شده و بالاخره با دمایی حدود ۵۵ °C و فشاری نزدیک به ۷ bar از واحد خارج شده به طرف مخازن ذخیره خواهد رفت .
جریان بازروانی داخلی مربوط به نفت سفید (Kerosene Pump Around Reflux) شامل ۵ مرحله تبادلی در زیر سینی مربوط به این فرآورده است . این جریان پس از کنترل دبی آن ابتدا وارد ریبویلر برج Splitter می شود آنگاه با نفت خام ورودی تبادل حرارت نموده و باعث پیش گرم شدن نفت خام می گردد .
خوراک برج عریان ساز نفت سفید ( Kerosene Stripper ) از سینی شماره ۲۸ گرفته می شود . این برج دارای ۸ سینی می باشد . میزان خوراک برج یاد شده بر اساس سطح مایع ته آن کنترل می گردد . ریبویلر این برج از نوع ترموسیفون بوده و توسط جریان بازروانی میانی گازوئیل گرم می شود . محصول نفت سفید تحت کنترل کننده جـریان از ته برج خارج می گردد . این سیال پس از گذشتن از ریبویلر مربوط به برج Stabilizer آنگاه با خوراک ورودی به این برج تبادل حرارت نموده و حرارت آن بازیافت می شود . سپس توسط کولرهای هوایی و کولرهای آبی تا ۴۰ °C خنک شده و به طرف مخازن ذخیره ارسال می گردد .
کندانس نمودن جریان بالاسری برج در دو مرحله انجام می شود .

1. 1. ابتدا حرارت موجود در جریان رفلاکس توسط نفت خام در کندانسور E-101 A-L جذب می گردد. در این مرحله دمای رفلاکس بر اساس نقطه جوش نهایی (End Point ) نفتای سنگین کنترل می شود . همچنین دمای مخزن رفلاکس (Reflux Drum ) بایستی بالای نقطه شبنم آب باشد تا از تشکیل آب در این مرحله جلوگیری به عمل آید . جریان مایع برگشتی به برج پس از گذشتن از سیستم کنترل دبی روی بالاترین سینی برج تقطیر اتمسفری می ریزد .

1. 1. بخارات خروجی ازReflux Drum ابتدا با نفت خام ورودی تبادل حرارت نموده وخوراک را پیش گرم می نماید ( E – ۱۰۲ A/B ) سپس حرارت باقیمانده خود را در کولر آبی ( E-104 A-F ) از دست می دهد . آنگاه وارد مخزن جمع آوری محصول بالاسری برج می گردد . ( V-105 )

مقدار کمی از گازهای غیرقابل کنداس توسط کمپرسور ( C- 101 ) فشرده و توسط کولر آبی ( E – 105 ) تا دمای ۳۸ °C خنک می شود . سپس در مخزن (V- 107) تحت فشار ۶ bar تبخیر ناگهانی ( Flash ) می گردد . خالص بخارات باقیمانده در مخزن ( V- 107 ) تحت کنترل فشار قرار گرفته و از مخزن یاد شده خارج و به هدر گازهای سوختی پالایشگاه متصل می شود . میعانات تشکیل شده در این مخزن نیز به عنوان بخشی از خوراک برج تثبیت کننده نفتا ( Naphtha Stabilizer ) به برج مذکور پمپاژ می گردد .
آبهای کندانس شده در مخزن ( V -105 ) یک فاز آبی در بخش زیرین این ظرف تشکل می دهد که از بوت زیر آن توسط پمپ P-110 A/Bگـرفته و بـه مـخزن گاز زدا ( Degassing Drum ) آبهای مصرفی واحد ارسال می گردد . مایع هیدرو کربنی ( نفتا ) از فاز مایع بالایی مخزن ( V- 105 ) تحت کنترل دبی توسط پمپ P – ۱۰۴ A/B گرفنه و به عنوان بخش دیگری از خوراک برج تثبیت کننده نفتا به طرف بخش Naphtha Site واحد ارسال می شود .
۴ – ۴ -۲ ) تقطیر نفتا
خوراک برج تثبیت کننده نفتا ابتدا با محصول Reformer Naphtha و آنگاه با محصول نفت سفید تبادل حرارت نموده و پیش گرم می شود .
برج تثبیت کننده نفتا ( Naphtha Stabilizer ) دارای ۴۱ سینی از نوع Sieve است . سینی های ۱ تا ۲۱ دارای دو پاس و سینی های ۲۲ تا ۴۱ دارای یک پاس مایع می باشند .
سیرکولاسیون مایع ته این برج توسط پمپ P-113 از میان دو دستگاه ریبویلر انجام می گیرد . این مایع در ریبویلر اول ( E -107) توسط محصول نفت سفید و در ریبویلر دوم ( E-111 ) توسط محصول گازوئیل گرم می شود . محصول ته برج تثبیت کننده تحت کنترل سطح مایع ازبرج خارج و به عنوان خوراک برج Splitter وارد این برج می گردد .
بخارات بالاسری برج تثبیت کننده توسط کندانسور E – ۱۲۱ مایع شده و به دما و فشار ۴۶ °C و ۷.۹ bar می رسد . بخشی از مایع تشکیل شده در ظرف جمع کننده بالای برج ( V-110 ) به عنوانReflux توسط پمپ P-112 به بالاترین سینی این برج بازگردانده می شود . بخش دیگر این مایع تحت کنترل سطح از این مخزن خارج شده و پس از خنک شدن در کولر آبی E-124 با فشار ۹.۵ bar و دمای ۳۸ °C به عنوان LPG از واحد خارج می گردد .
مقدار کمی از گازهای غیر قابل کندانس که به عنوان فاز بخار در ظرف V- 110 تشکیل شده است پس از کنترل فشار آن به هدر گاز سوختی پالایشگاه تزریق می شود .
مایع ته مانده برج Stabilizer به سینی شماره ۱۴ برج Naphtha Splitter هدایت می گردد . برج Splitter دارای ۴۶ سینی از نوع Sieve با دو پاس مایع می باشد . این برج ته مانده برج Stabilizer را به سه محصول به شرح ذیل جدا می نماید :

1. 1. نفتای سبک به عنوان محصول بالای برج Light Naphtha

1. 1. نفتای ریفورمر به عنوان محصول جانبی برج Reformer Naphtha

1. 1. نفتای سنگین به عنوان محصول پایین برج Heavy Naphtha

محصول میانی برج ، نفتای ریفورمر ، به برج عریان ساز خاصی جهت دستیابی به مشخصات مورد نظر نیاز ندارد .
از جریان بازروانی نفت سفید به عنوان سیال گرم مورد نیاز در ریبویلر برج Splitter استفاده می شود . ) ( E-117
محصول نفتای سنگین از زیر برج Splitter و تـحت کنترل سطـح مـایـع ، خـارج می گردد . این محصول پس از گذشتن از کولر آبی E-127 A/B با دمای ۳۸ °C و فشار ۷ bar به بیرون از واحد هدایت می گردد .
محصول ریفورمر نفتا از سینی شماره ۲۸ برج Splitter و تحت کنترل دبی به عنوان محصول میانی برج خارج می شود . این محصول پس از تبادل حرارت با خوراک برج Stabilizer در مبدل E – ۱۲۵ و خنک شدن در کولر آبی E – ۱۲۶ A/B بالاخره با دمای ۳۸ °C به بیرون از واحد هدایت می شود .
بـخارات خـروجی از بالاسری ـبرج Splitter به طـور کـامـل تـوسط کندانسور E- 122 A/B کندانس شده و دمای آن در محدوده ۶۰ °C کنترل می گردد . فشار کندانسور روی ۰.۸ barg تنظیم می شود . فشار این برج با تنظیم دمای مایع تشکیل شده در کندانسور تنظیم می گردد . تنظیم دما نیز با کم و زیاد کردن آب خنک کننده در کندانسور قابل انجام است . بخشی از مایع تشکیل شده در کندانسور پس از کنترل دبی آن به بالاترین سینی بـرج Splitter می ریزد . بخش دیگر این مایع نیز به عنوان محصول نفتای سبک تحت کنـترل سطـح از ظـرف جمـع آوری کنـنده ( Accumulator ) مایـع در زیر کـندانـسور) V – ۱۱۲ ( خارج خواهد شد . دما و فشار محصول خروجی به ترتیب ۳۸ °C و فشار ۷ bar می باشد .
۴ – ۵ ) افزایش ظرفیت
واحد تقطیر نفت خام ۱۰۰ پالایشگاه آبادان یکی از بزرگترین واحدهای پالایشی نفت خام در کشور می باشد . این واحد در قبل از انقلاب اسلامی با ظرفیت تصفیه ۱۳۰۰۰۰ بشکه نفت خام و با مشخصاتی که در بخش ( ۴ – ۴ ) شرح آن داده شد ، توسط شرکت امریکایی FLOUR طراحی ، ساخته ، نصب و راه اندازی شده است .
با توجه به نیاز روز افزون کشور به تولید فرآورده های سوختی و میان تقطیر بویژه بنزین ، گازوئیل و نفت سفید ، پالایشگاه آبادان را بر آن داشت تا نسبت به افزایش ظرفیت واحد های تولیدی خود بر آید .
یک واحد تقطیر معمولی عبارت است از برج تقطیر اتمسفریک با فشار یک الی سه بار که فشار آن توسط کندانسور بالاسری تنظیم می گردد . گزینه های متعددی در طراحی و یا بازبینی مجدد ( Revamping Or Retrofit Design ) این واحدها باید مد نظر قرار گیرد :

• • تعداد Pump Around ها : با افزایش تعداد Pump Around ها بازیافت حرارت افزیش می یابد .

• • محدودیت بازیافت حرارت توسط شبکه مبدلهای حرارتی پیش گرمکن نفت خام : دو فازی شدن نفت خام قبل از ورود به کوره به عنوان مهمترین عامل محدود کننده میزان پیش گرمایش نفت خام است . این دما برای نفت خامهای سبک ۲۵۰ تا ۲۶۰ درجه سانتیگراد است . عدم رعایت این موضوع می تواند سبب افزایش افت فشار و نیز عدم توزیع مناسب خوراک در پاسهای کوره گردد .

• • فشار نفت خام که توسط تلمبه های خوراک و تلمبه های تقویت کننده تأمین می گردد در طراحی کاملاً حائز اهمیت است .

یکی از فرضیات جهت بهبود بخشیدن به عملکرد برج تقطیر نفت خام ایجاد تغییر در شرایط بخش پیش گرمایش خوراک است . نصب یک ظرف پیش تبخیر آنی (Preflash Drum ) بعد از مخزن نمک زدا ( Desalter ) می تواند میزان بازیابی گرما را در واحد بهبود بخشیده و مصرف سوخت کوره را نیز کمتر نماید . بهترین محل برای نصب چنین ظرفی قبل از کوره است . اجزاء سبک از نفت خام جدا شده و بدون گذر از کوره با سیال دوفازی داغ خروجی از کوره مخلوط شده و وارد برج تقطیر می شود .
بخشی از این تحقیق به نشان دادن اثرات مثبت ناشی از اضافه کردن مخزن پیش تبخیر آنی (Preflash drum ) به یک واحد تقطیر موجود جهت افزایش ظرفیت آن واحد و یا کاهش بار حرارتی کوره پرداخته است . البته دو امکان مختلف جهت انجام این امر وجود دارد.

1. 1. نصب یک مخزن پیش تبخیر آنی (Preflash drum )

1. نصب یک برج تقطیر سینی دار