c (3226)

By92

c (3226)

دانشگاه اراک
دانشکده فنی و مهندسی گروه مهندسی شیمی
پایان نامه دوره کارشناسی ارشد مهندسی شیمی
عنوان :
شبیه سازی دینامیکی واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند طبق اصول کنترل جامع فرآیند جهت بهینه سازی فرآیند عنوان پایان نامه
استاد راهنما :
دکتر علیرضا فضلعلی
استاد مشاور :
مهندس مهدی طالب بیگی
پژوهشگر:
جمال توکلی آغچغلو
زمستان 1393
حمد و سپاس خدای را که توفیق کسب دانش و معرفت را به ما عطا فرمود. در اینجا بر خود لازم می دانم از تمامی اساتید بزرگوار، به ویژه اساتید دوره ی کارشناسی ارشد که در طول سالیان گذشته مرا در تحصیل علم و معرفت و فضائل اخلاقی یاری نموده اند، تقدیر و تشکر نمایم.
از استاد گرامی و بزرگوار جناب آقای دکتر فضلعلی که راهنمایی اینجانب را در انجام تحقیق، پژوهش و نگارش این پایان نامه تقبل نموده اند ، نهایت تشکر و سپاسگذاری را دارم.
از جناب آقای مهندس طالب بیگی به عنوان مشاور دانشگاه و مهندس ماهرویی به عنوان مشاور صنعت که با راهنمایی خود مرا مورد لطف و مرحمت قرار دادند، کمال تشکر را دارم.
تقدیم به :
ولی نعمتمان امام عصر (عج)
و
مظهر زیباترین گلواژه های زندگی پدر و مادر گرانقدرم
و
اساتید عزیزی که ما را در راه کسب علم، معنویت و اخلاق حمایت کردند
چکیده
شبیه سازی دینامیکی واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند طبق اصول کنترل جامع فرآیند، جهت بهینه سازی فرآیند
به کوشش:
جمال توکلی آغچغلو
فرآیند ایزومریزاسیون در صنعت پالایشی حال حاضر، با توجه به محدودیتی که از لحاظ زیست محیطی و تاثیرات زیان بار ترکیباتی همچون بنزن، آروماتیک ها و اولفین ها بر سلامتی، اهمیت ویژه ای یافته است. این فرآیند، عدد اکتان اجزای نفتای سبک را افزایش داده و همزمان میزان ترکیبات آروماتیکی و بنزن را با فرآیند اشباع سازی، کاهش می دهد. ایزومریزاسیون یک فرآیند ساده و مقرون به صرفه جهت افزایش عدد اکتان در مقایسه با سایر فرآیندهای بهبود عدد اکتان می باشد. محصول ایزومریت مقدار بسیار ناچیزی از گوگرد و بنزن را شامل می شود که می تواند به عنوان جزء مخلوط شونده ی ایده ال در مخازن بنزین پالایشگاه مورد استفاده قرار بگیرد. اهمیت فرآیند ایزومریزاسیون از لحاظ زیست محیطی و کیفیت بنزین، انگیزه ی ما را در جهت بررسی سیستم کنترلی این فرآیند در پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند قوت بخشید. بهترین شیوه برای بررسی سیستم کنترلی واحد های صنعتی، در حال حاضر استفاده از نظریه کنترل جامع فرآیند می باشد. این نظریه که شامل نه مرحله می باشد بهینه ترین حالت برای سیستم کنترلی یک واحد صنعتی را ایجاد می کند. در این نظریه علاوه بر کنترل یک تجهیز، اثرات متقابل تجهیزات و به فراخور آن، حلقه های کنترلی مورد مطالعه قرار می گیرد. بررسی تاثیرات ناشی از به هم پیوستگی تجهیزات تنها با مطالعه ی دینامیکی فرآیند ممکن خواهد بود. بنابراین در این پژوهش ابتدا اقدام به شبیه سازی دینامیکی واحد ایزومریزاسیون با نرم افزار Aspen Hysys شد و بعد تطابق این مدل دینامیکی با اصول کنترل جامع فرآیند1 بررسی گردید. نتایج حاصل از این مدل دینامیکی حاکی از سازگاری این فرایند با اصول کنترل جامع فرایند دارد. در پایان پیشنهاداتی جهت کنترل بهینه واحد ایزومریزاسیون آورده شده است که با اجرای آنها می توان کیفیت محصول را تضمین کرده و نوسانات دمایی راکتور را کنترل نمود.
کلمات کلیدی: ایزومریزاسیون، کنترل جامع فرآیند، مدلسازی دینامیکی، Aspen Hysys
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول1
مقدمه1
فصل دوم8
کنترل جامع فرآیند – مبانی و مراحل طراحی8
2-1- مقدمه9
2-2- پیچیدگی های فرآیند و اثرات آن11
2-3- مفاهیم پایه ای کنترل جامع فرآیند15
2-3-1- آموزه های داگلاس15
2-3-2- اصول باکلی16
2-3-3- قانون ریچاردسون17
2-3-4- آموزه های داون17
2-3-5- قانون های لویبن18
2-4- طراحی سیستم های کنترلی به روش کنترل جامع فرآیند20
2-4-1- گام 1 : تعیین اهداف سیستم کنترلی20
2-4-2-گام 2 : یافتن درجه های آزادی کنترل20
2-4-3- گام 3 : ایجاد سیستم مدیریت انرژی21
2-4-4- گام 4: یافتن نرخ تولید:22
2-4-5- گام 5 :کنترل کیفیت محصولات باتوجه به محدودیت های ایمنی، عملیاتی و زیست محیطی23
2-4-6- گام 6 : ثابت کردن جریان در حلقه جریان برگشتی و کنترل متغیرهای درون این حلقه24
2-4-7-گام 7: بررسی موازنه ترکیبات25
2-4-8-گام 8: کنترل مجزای یک تجهیز25
2-4-9-گام 9: بهینه سازی اقتصادی یا بهبود بخشیدن کنترل دینامیکی26
2- 5- توجیه توالی مراحل27
فصل سوم29
معرفی واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی(ره) شازند29
3-1- فرآیند ایزومریزاسیون30
3-1-1- شیمی واکنش های ایزومریزاسیون :31
3-1-1-1- واكنش هاي ايزومريزاسيون C5/C6 :31
3-1-1-2- واکنش های هیدروکراکینگ :32
3-1-1-3- باز شدن حلقه (Ring Opening) :33
3-1-1-4- اشباع ترکیبات بنزنی (Benzene Saturation) :33
3-1-2- ترمودینامیک واکنش های ایزومریزاسیون :34
3-1-3- عملکرد فرآیند ایزومریزاسیون :35
3-1-4- کاتالیزور های ایزومریزاسیون :35
3-1-4-1- مزایا و معایب انواع کاتالیزور ها36
3-1-4-2- سموم کاتالیزور :38
3-1-5- پارامتر های فرآیند و شرایط عملیاتی :38
3-1-6- معرفي فرايند ايزومريزاسيون نفتا با فناوري ایزومیر39
3-2- شرح فرآیند ایزومریزاسیون پالایشگاه اراک41
3-3- شرح واحد ایزومریزاسیون45
3-3-1- قسمت واکنش (reaction section)46
3-3-2 بخش جداسازي (separation section)48
3-3-2-1- برج جداساز ایزوپنتان (Deisopentanizer)48
3-3-2-2- برج اتان زدا و برج تثبيت كننده (Stabilizer and Deethanizer)49
3-3-2-3- برج پنتان زدا و ايزوهگزان زدا (Depentanizer and Deisohexanizer)50
فصل چهارم54
شبیه سازی دینامیکی واحد ایزومریزاسیون54
-1-4مقدمه55
-2-4 مقدمات شبیه سازی56
– 1-2-4مشخصات خوراک و محصول57
-2-2-4 هیدروژن جبرانی59
-3-2-4 گاز مایع ناپایدار59
-4-2-4 مشخصات محصولات61
1-4-4-2- ایزومریت62
Off-gas – 2-4-2-4 برج های استبیلایزر و دی اتانایزر62
-3-4-2-4 محصول گاز مایع63
4-3- شبیه سازی واکنش66
-4-4اضافه کردن جریان ها، شیرها و تجهیزات68
-1-4-4جریان ها و تجهیزات قبل از راکتور68
4-4-3- هیدروژن جبرانی، جداکننده فشار بالا و گاز گردشی71
4-4-4 – فشار شکنی و برج تثبیت کننده71
4-5- سایزینگ73
4-5-1- سایزینگ ظروف73
4-5-2- مشخصات مبدل ها74
4-4-3- سایزینگ شیرها75
4-5- انتقال به حالت دینامیکی76
فصل پنجم83
اجرای نظریه کنترل جامع فرآیند روی مدل دینامیکی واحد ایزومریزاسیون و نتایج حاصل از آن83
5-1- مقدمه84
5-2- گام 1: تعیین اهداف سیستم کنترلی84
5-3- گام 2 : یافتن درجه های آزادی کنترل88
5-4- گام 3: ایجاد سیستم مدیریت انرژی88
5-5- گام 4 و 5 : تنظيم نرخ و كيفيت محصولات91
5-6- گام 6 : ثابت كردن جريان در حلقه جريان برگشتي92
5-7- گام های 7، 8 و 992
5- 8 – انتخاب کنترلر برای متغیرهای باقیمانده با توجه به تحلیل دینامیکی93
5-8-1- سطح برج دی ایزوپنتانایزر و دبی خوراک تازه94
5-9- بررسی سیستم کنترلی پیشنهادی99
5-9-1- دمای راکتور و محصولات خروجی از آن99
5-9-2- ظرف V-3301 و جریانهای خوراک تازه و برگشتی102
5-9- 3- جداکننده ی فشار بالا، برج تثبیت، برج دی پنتانایزر103
5-9-4- ظرف دی ایزوهگزانایزر و دی اتانایزر105
5-10-2- قرار دادن آنالایزر بر روی ظروف V-3301 و V-3308 و V-3310109
5-10-2-2- آنالایزر برج دی پنتانایزر114
5-10-2-3- آنالایزر برج دی ایزوهگزانایزر116
فصل ششم119
نتیجه گیری و پیشنهادات119
6-1- نتیجه گیری120
6-2- پیشنهادات122
فصل هفتم123
منابع و مراجع123
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 2-1- ساختار کنترلی بر مبنای ماندگی ثابت درون راکتور13
شکل 2-2- ساختار کنترلی بر مبنای ماندگی متغیر در راکتور13
شکل 2-3- ساختار کنترلی راکتور با دو سیستم خنک کننده24
شکل 3-1- واکنش های اصلی ایزومریزاسیون27
شکل 3-2- نمونه ای از واکنش هیدروکراکینگ30
شکل 3-3 – نمونه ای از واکنش شکست حلقه30
شکل 3-4- واکنش شکست حلقه ی بنزن34
شکل 3-5- شماتیک کلی فرایند ایزومریزاسیون در پالایشگاه امام خمینی شازند40
شکل 6-3- نمودار جریان فرایند ایزومریزاسیون در پالایشگاه امام خمینی ره شازند49
شکل4-1- جریان ها و تجهیزات قبل از راکتور64
شکل4-2- راکتور و مبدل های بعد آن71
شکل 4-3- تایید رفتار دینامیکی مدل واحد ایزومریزاسیون71
شکل 4-4- نمودار فرآیند هیدروکراکر پس از شبیه سازی با نرم افزار Aspen Hysys73
شکل 5-1- وجود نوسان در دمای خروجی کوره و ورودی راکتور (عکس از اتاق کنترل واحدایزومریزاسیون)89
شکل 5-2- وجود نوسان در دمای خروجی مبدل پیش گرمکن E-3304 (عکس از اتاق کنترل واحد ایزومریزاسیون)80
شکل 5-3- وجود نوسان در شبیه سازی Aspen Hysys91
شکل 5-4- ایجاد مسیر کنارگذر برای مبدل E-3304 جهت جلوگیری از نوسانات دمایی81
شکل 5-5- استرتژی کنترلی برای کنترل سطح V-330983
شکل 5-6- استرتژی کنترلی برای کنترل سطح V-331284
شکل 5-7- کنترل کننده ی جریان (FC ) برای جریان خوراک تازه85
شکل 5-8- کنترل کننده ی جریان (FC) برای جریان خروجی از پایین V-330186
شکل 5-9- کنترل سطح ظرف V-3301 به شکل آبشاری87
شکل 5-10- تغییر نقطه ی تنظیم همراه با تغییر استراتژی کنترلی88
شکل5-11– دمای ورودی و خروجی راکتور90
شکل5-12- رابطه ی دمای خروجی راکتور با غلظت بنزن خوراک90
شکل 5-13- دبی حجمی محصولات خروجی از راکتور در شرایط نرمال فرایند91
شکل 5-14- سطح مایع تعدادی از ظرف های فرآیند93
شکل 5-15- دبی تعدادی از جریان های فرآیند93
شکل 5-16- سطح مایع ظروف V-3306و V-331094
شکل 5-17- دبی جریان های مربوط به V-3310و V-330694
شکل 5-18- نوسان در حلقه ی کوره، راکتور و مبدل95
شکل 5-19- تاثیر نوسان دمای راکتور در نرخ ایزوپنتان و ایزوهگزان به عنوان محصولات اصلی راکتور96
شکل 5-20- تاثیر نوسان دمای راکتور در عدد اکتان خروجی راکتور107
شکل 5-21- تاثیر مسیر کنارگذر در کنترل نوسان دمایی در حلقه ی کوره راکتور و مبدل97
شکل 5-22- تاثیر مسیر کنارگذر در نوسان نرخ ایزوپنتان و ایزوهگزان به عنوان محصولات اصلی راکتور97
شکل 5-23- تاثیر مسیر کنار گذر در نوسان عدد اکتان خروجی راکتور98
شکل 5-24- وجود آنالایزر غلظت (CC) در برج دی ایزوبوتانایزر (DIB)99
شکل5-25- نمودار آنالایزر غلظت ایزوپنتان برج دی ایزوپنتانایزر در شرایط پایدار برج100
شکل5-26- تاثیر کاهش غلظت ایزوپنتان خوراک در آنالایزر غلظت برج دی ایزوپنتانایزر100
شکل 5-27- نمودار کنترل آنالایزر غلظت ایزوپنتان برج دی ایزوپنتانایزر به وسیله دمای پایین برج101
شکل 5-28- نمودار کنترل آنالایزر غلظت ایزوپنتان برج دی ایزوپنتانایزر به وسیله فشار بالای برج102
شکل 5-29- کنترل آنالایزر غلظتی ایزوپنتان با دمای پایین برج102
شکل 5-30- نمودار آنالایزر غلظت نرمال پنتان برای برج دی پنتانایزر در شرایط پایدار برج103
شکل 5-31- کنترل غلظت پنتان بالای برج به وسیله ی دمای پایین برج104
شکل 5-32- کنترل غلظت پنتان بالای برج به وسیله ی فشار بالای برج104
شکل 5-33- استراتژی کنترلی برای آنالایزر غلظت نرمال پنتان105
شکل 5-34- نمودار آنالایزر غلظت ایزوهگزان برای برج دی ایزوهگزانایزر در شرایط پایدار برج106
شکل 5-35- کنترل غلظت ایزوهگزان بالای برج به وسیله ی دمای پایین برج106
شکل 5-36- استراتژی کنترلی برای آنالایزر غلظت ایزوهگزان در برج دی ایزوهگزانایزر118
فهرست جدول ها
عنوان صفحه
جدول 3-1- فهرست آلاینده های خوراک و سطح مقاومت انواع کاتالیزور……………………………………………. …….38
جدول 3-1- شرایط عملیاتی مربوط به کاتالیزورهای گوناگون فرآیند ایزومریزاسیون…………………………….. ………..39
جدول 3-3- نام پالایشگاه ها و ظرفیت مربوط به آن ها……………………………………………………………………. ………40
جدول 3-4- سموم موجود در خوراک برای کاتالیزور HYSOPAR…………………………………………………….40
جدول 3-5- ویژگی های کاتالیزور RISO واحد ایزومریزاسیون…………………………………………………………….. 45
جدول 4-1- ویژگی محصول فرایند ایزومریزاسیون…………………………………………………………………………………53 جدول 4-2- ویژگی خوراک فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………………….. 58
جدول 4-3- آنالیز هیدروژن جبرانی فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. 59
جدول 4-4- آنالیز گاز مایع ناپایدار فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. 60
جدول 4-5- مشخصات تقطیری محصول ایزومریت فرایند ایزومریزاسیون…………………………………………………… 62
جدول 4-6- مشخصات Off-gas فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. 62
جدول 4-7- آنالیز گاز مایع محصول فرایند ایزومریزاسیون……………………………………………………………………….. 63
جدول 4-8- دما و فشار جریان های ورودی……………………………………………………………………………………. 69
جدول 4-9- سایزینگ برج های تقطیر واحد ایزومریزاسیون…………………………………………………….. ……………….. 73
جدول 4-10- سایزینگ ظروف واحد ایزومریزاسیون……………………………………………………………………………….. 74
جدول 4-11- سایزینگ راکتور……………………………………………………………………………………………………………….. 74
جدول 4-12- مشخصات مبدلهای پوسته لوله……………………………………………………………………………………………. 75
جدول4-13- مشخصات کوره و کولرها……………………………………………………………………………………………………. 75
جدول 4-14- ضرایب شیرهای شبیه سازی شده………………………………………………………………………………………… 76
جدول 4-15- مقایسه ی داده های شبیه سازی و صنعتی برای نرخ جریان های مهم واحد…………………………. 71
جدول 4-16- مقایسه ی داده های شبیه سازی و صنعتی برای پارامترهای مهم واحد …………………………………71
جدول 4-17- مقایسه ی عدد اکتان خوراک و محصول برای داده های پالایشگاه و شبیه سازی…….………….. …72
جدول 4-18- مقایسه ی بین میزان ترکیب درصد بنزن خوراک و محصول برای داده های پالایشگاه و شبیه سازی ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….72
جدول 5-1 – لیست کنترلرهای دما، فشار و سطح مایع……………………………………………………………………………… 86
فصل اول
مقدمه
ایزومریزاسیون2 یکی از فرآیندهای مهم و مقرون به صرفه جهت ارتقاء کیفیت بنزین به شمار می رود. هدف اصلی در این فرآیند افزایش عدد اکتان بنزین و حذف ترکیبات آروماتیکی و اولفین ها است. گرچه عدد اکتان مربوط به این ترکیبات بالاست اما از لحاظ زیست محیطی مضرند و اثرات زیان باری بر سلامتی انسان می گذارند. محصول ایزومریت مقدار بسیار کمی از گوگرد و بنزن را شامل می شود که می تواند به عنوان جزء مخلوط شونده ی ایده آل در مخازن پالایشگاه مورد استفاده قرار بگیرد.
اولین واحد ایزومریزاسیون توسط شرکت UOPدر سال 1953 ساخته شد. فرآیند ایزومریزاسیون از لحاظ خوراک به دو نوع تقسیم می شود :
1- ایزومریزاسیون بوتان و تبدیل آن به ایزوبوتان به عنوان خوراک واحدهای آلکیلاسیون و متیل ترشیری بوتیل اتر
2- ایزومریزاسیون C5/C6 جهت افزایش عدد اکتان جریان نفتای سبک
خوراک واحد ایزومریزاسیون معمولا حاوی ترکیبات آروماتیکی و بنزن می باشد که طی فرآیند اشباع سازی٬ حذف می گردند. گرچه مقدار گوگرد و آب در خوراک بسیار کم است ولی باید توجه داشت که همین مقدار کم نیز می تواند کاتالیزور را مسموم کند. بعضی از شرکت های دارای لیسانس فرآیند ایزومریزاسیون عبارتند از : شرکت یو ا پی با نام تجاری پنکس3٬ شرکت اگزنس4 با نام تجاری ایپزورب و هگزورب٬ شرکت بی پی5 (شرکت نفتی بریتانیا) شرکت شل6 با نام تجاری هایزومر.
واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند تحت لیسانس پژوهشگاه صنعت نفت RIPI می باشد. طراحی پایه ی آن توسط شرکت JGCو جزئیات طراحی و ساختار آن توسط کنسرسیوم SEI و ODCC انجام شده است. فرآیند ایزومریزاسیون نفتا برای عملیات رویBPSD 8500 از نفتای سبک واحد NHT2 طراحی شده است. هدف از طراحی واحد ایزومریزاسیون٬ بهبود عدد اکتان نفتای سبک تصفیه شده می باشد که از برج تفکیک کننده ی واحد NHT2دریافت می شود. واحدهای ایزومریزاسیون C5/C6 عمدتا شبیه واحدهای هیدروتریتینگ7 هستند. در این واحد واکنش های ایزومریزاسیون پارافینی C5/C6صورت می گیرد که با اضافه کردن هیدروژن در حضور کاتالیست٬ تبدیل نرمال پنتان به ایزوپنتان و نرمال هگزان به متیل پنتان و دی متیل بوتان انجام می شود. این واکنش درون راکتور بستر ثابت انجام می شود. خروجی از راکتور به بخش جداسازی منتقل می شود که در آن جا محصولات اصلی و جانبی از هم جدا می شوند. محصولات واحد شامل ایزومریت و گاز مایع تثبیت شده است.
سیستم کنترلی واحد ایزومریزاسیون به علت وجود راکتور گرمازا، جریان های سرد و گرم و کنار گذر، جریان های برگشتی، تجهیزات زیاد و متنوع ( پمپ ها، کمپرسورها، ظرف های نوسان گیر، جداکننده ها و برج تقطیر) و گستره وسیع از شرایط عملیاتی، بسیار پیچیده می باشد. علاوه بر پیچیدگی، حلقه های کنترلی این سیستم به یکدیگر وابسته بوده و از هم تاثیر می گیرند.
تاکنون تلاش های زیادی جهت طراحی سیستم های کنترلی فرآیندهای پیچیده صورت پذیرفته است و دانشمندان بسیاری در این زمینه به نگارش کتب و مقالات پرداخته اند. لویبن و همکارانش در سال 1997 با جمع آوری نظریه های دانشمندان در زمینه کنترل فرآیندهای پیچیده، و ارائه طرح های خود، نظریه ای را با نام (( کنترل جامع فرآیند8 )) مطرح کرده اند[1]. در این نظریه سعی شده که تمامی جنبه های یک فرآیند پیچیده مورد تحلیل و بررسی قرار بگیرید و بهترین راه جهت کنترل فرآیند پیشنهاد داده شود. نظریه کنترل جامع فرآیند برای اولین بار بر روی فرآیند هیدروآلکلاسیون تولوئن9 اجرا و نتایج رضایت بخش آن سبب گردید که از این نظریه برای طراحی سیستم کنترلی بسیاری از فرآیندها استفاده شود.
فرآیندی که سیستم کنترلی آن مطابق با این نظریه طراحی می شود، فرآیندی پیچیده همراه با تجهیزات زیاد و جریان برگشتی می باشد که به سادگی و با اصول عادی کنترل فرآیند نمی توان در مورد حلقه های کنترلی آن اظهار نظر کرد. معمولا طراحی سیستم کنترلی فرآیندهایی که دارای قسمت واکنش و جداسازی باشند و این دو قسمت توسط جریان برگشتی به هم مرتبط شوند، کار دشواری بوده و کنترل آنها معمولا با نوسانات زیادی همراه است.
نظریه کنترل جامع فرآیند شامل 9 گام بوده که در طی آن متغیرهای اساسی فرآیند شناسایی شده و جهت کنترل آنها کنترلر مناسب پیشنهاد داده می شود. جهت مشخص شدن بهترین کنترلر برای یک متغیر، نیاز است که عملکرد هر یک از کنترلرها روی فرآیند بررسی شده و در نهایت دقیق ترین آنها انتخاب شود. به همین منظور باید از فرآیند مورد نظر یک شبیه سازی دینامیکی تهیه شده و نتایج 9 گام بر روی آن پیاده سازی شود.
هدف از انجام این پروژه این است که با شبیه سازی دقیق دینامیکی واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی شازند (ره)، یک سیستم کنترلی مبتنی بر نظریه کنترل جامع فرآیند برای این واحد پیشنهاد داده شود که بتواند با کمترین نوسان ممکن، یک کنترل ایمن و اقتصادی برای این واحد فراهم آورد. ضمن اینکه این شبیه سازی، می تواند ما را در بهینه سازی فرایند از نظر کیفیت محصول و افزایش ظرفیت واحد کمک کند. برای این کار کافی است اقدام به تغییرات قابل قبول از نظر فرآیندی در مدل دینامیکی، انجام داد و خروجی های واحد را بررسی نمود. در این جا لازم است به نکاتی پیرامون سیستم کنترلی واحد ایزومریزاسیون اشاره شود.
واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند تقریبا مدت 3 است که راه اندازی شده است. سیستم کنترلی این واحد در این مدت ایراداتی از خود بروز داده است. یکی از این اشکالات، اغتشاشات دمایی راکتور می باشد که بعضا دمایی خروجی راکتور را به شدت و به میزان زیادی افزایش می دهد و تمهیدات کنترلی برای آن در نظر گرفته نشده است. قطعا این نوسانات دمایی شدید، هم عملکرد راکتور را از لحاظ افت فعالیت کاتالیزور و آسیب رسیدن به بدنه ی راکتور مختل می کند و هم کیفیت محصول ایزومریت را با بحران مواجه می کند و این از نظر اقتصادی برای پالایشگاه مقرون به صرفه نیست.
ایراد دیگر سیستم کنترلی واحد ایزومریزاسیون عدم وجود آنالایزر غلظتی برای برج های مهم واحد ( برج دی ایزوپنتانایزر، دی پنتانایزر و دی ایزوهگزانایزر) می باشد که ممکن است در شرایط نا مطلوب کیفیت محصول را به شدت تحت تاثیر قرار دهد. منابع کنترل فرآیند وجود این آنالایزرها را در برج ها ضروری می شمارند[1]. خوراک ورودی در فرآیندهای شیمیایی به هر دلیلی می تواند از لحاظ نرخ جریان و غلظت مواد تشکیل دهنده ی آن تغییر نماید. بنابراین باید تمهیدی اندیشیده شود تا در این تغییرات، خلوص مواد با ارزش برج ها که گاها به عنوان محصول فرآیند هستند، تحت تاثیر قرار نگیرد. بدیهی است که ایجاد آنالایزر خلوص و کیفیت محصولات برج ها را به بهترین وجه کنترل نموده و این از لحاظ اقتصادی هم به نفع پالایشگاه است.
سیستم کنترلی پیشنهادی که با توجه به اصول نه گانه ی کنترل جامع فرآیند استخراج شده است، قطعا با سیستم کنترلی موجود مشترکات زیادی دارد. چون تنها یک راه برای کنترل بسیاری از متغیرها در فرآیند وجود دارد. اما به دلیل اینکه فرآیند ایزومریزاسیون یک فرآیند پیچیده بوده و حلقه های کنترلی روی هم تاثیر می گذارند، می توان کنترلرهای جدیدی برای تعدادی از متغیرها پیشنهاد داد.
فصل های این پایان نامه عبارتند از :
فصل اول مقدمه
در فصل دوم به اصول نظریه کنترل جامع فرآیند و گام های اجرای آن می پردازیم. در این فصل نظریه های دانشمندانی را که در زمینه کنترل فرآیندهای پیچیده تلاش کرده اند، آورده ایم و با ذکر مثالهایی، اثرات حلقه های کنترلی روی یکدیگر بیان می شود. سپس 9 گام نظریه کنترل جامع فرآیند شرح داده می شود.
در فصل سوم به شرح فرآیند ایزومریزاسیون و معرفی واحد ایزومریزاسیون پالایشگاه امام خمینی(ره) شازند می پردازیم. شرکتهای صاحب دانش فنی فرآیند ایزومریزاسیون در این فصل معرفی می شوند و سپس به بیان واکنشهای ایزومریزاسیون پرداخته و شرایط راکتور و کاتالیست شرح داده می شود.
فصل چهارم شامل شبیه سازی دینامیکی واحد ایزومریزاسیون می باشد. در این فصل با استفاده از داده های صنعتی و تئوری واحد ایزومریزاسیون و با استفاده از نرم افزار Aspen Hysys V7.3 مدل دینامیکی تهیه شده است. مهمترین بخش در تهیه مدل دینامیکی، بخش واکنش شیمیایی ایزومریزاسیون می باشد. در شبیه سازی واکنش از آنالیز خوراک و محصولات واحد که از آزمایشگاه گرفته شده، و با توجه به دستورالعمل بهره برداری واحد، استفاده نموده ایم. تطابق مدل دینامیکی با شرایط واحد جهت پیاده سازی اصول کنترل جامع فرایند مهم و ضروری است.
فصل پنجم مهمترین فصل بوده و به اجرای نظریه کنترل جامع فرآیند روی مدل دینامیکی واحد ایزومریزاسیون خواهد پرداخت. در این فصل 9 گام طراحی سیستم های کنترلی به روش کنترل جامع فرآیند روی مدل دینامیکی پیاده سازی شده و با توجه به نتایج این مدل کنترلرهای مناسب هر متغیر انتخاب می شود.
در فصل ششم به نتایج و پیشنهادات پرداخته ایم.
در فصل هفتم نیز منابع ومراجع مورد استفاده در پایان نامه آمده است.
امید است که نتایج موجود در این پروژه بتواند جهت بهره برداری هر چه بهتر از واحد ایزومریزاسیون و واحدهای مشابه آن، به کار رفته و بستر مناسبی جهت طراحی سیستم های کنترلی فراهم آورد.

فصل دوم
کنترل جامع فرآیند – مبانی و مراحل طراحی
2-1- مقدمه
در طول چند دهه ی گذشته محققان و کارشناسان کنترل فرآیند، گام هایی در جهت توسعه ی یک برنامه ی موثر کنترلی برای بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و نفتی متشکل از عملیات واحد های گوناگون، برداشته اند. یکی از رایج ترین، مهم ترین و چالش برانگیزترین مسائل مربوط به کنترل فرایند که مهندسان شیمی با آن مواجه بوده اند این است که : حلقه های کنترلی را چگونه طراحی نماییم تا فرآیند بهترین عملکرد را داشته باشد؟ البته سوالات جزئی دیگری نیز در این زمینه مطرح است : 1- کدام متغیرها باید کنترل شوند؟ 2- کدام متغیرها باید اندازه گیری شوند؟ 3- کدام ورودی باید اعمال شود و کدام روش ارتباطی بین متغیرها باید در نظر گرفته شود؟ 4- رفتار دینامیکی واحدهای مرتبط با هم در مقایسه با تجهیزات منفرد چگونه است؟
در یک محیط صنعتی، طرح کنترلی باید دارای استراتژی مفهومی ساده ای داشته باشد. پیچیده ترین بخش در یک پروژه داشتن ساده ترین و مرغوب ترین استراتژی کنترل است.
نظریه ی کنترل جامع فرآیند شامل استراتژی های مورد نیاز جهت کنترل کارآمد یک واحد شیمیایی متشکل از تجهیزات و عملیات واحدهای فراوان و مرتبط به هم می باشد. اساسا مسائل کنترلی در فرآیند بدین صورت مطرح می شود که چگونه حلقه های کنترلی مورد نیاز جهت عملیات مناسب را توسعه بخشد و اهداف طراحی را تامین کند. اکثر واحدهای صنعتی شامل یک نمودار جریان پیچیده همراه با چندین جریان برگشتی10، تجمیع انرژی11 و بسیاری از تجهیزات مختلف همچون برج های تقطیر، برج های جذب، راکتورها در انواع مختلف، مبدل های حرارتی، پمپ ها، کمپرسورها و… می باشد[1].
وجود جریان های برگشتی، ادغام انرژی و آرایش متوالی تجهیزات گوناگون باعث می شود که اغتشاشات به سادگی از واحدهای بالادستی به واحدهای پایین دست منتقل شود. لذا با توجه به پیچیدگی و به هم پیوستگی فرآیند، تاثیر جریان برگشتی و تجمیع انرژی، باید تدابیر کنترلی و ابزاردقیقی مناسبی را جهت عملیات ایمن و پایدار و رسیدن به اهداف طراحی اتخاذ نماییم.
روش کنترل جامع فرآیند که حاصل سالها کار عملی بر روی مشکلات طرحهای کنترلی است، ساده ترین و کارامدترین طرح کنترلی را برای برآورده ساختن اهداف طراحی ایجاد می کند [1]. اهداف تاثیرگذار بر کنترل جامع فرآیند عبارتند از :
1- عملیات ایمن و پایدار در فرآیند
2- کنترل مطلوب کیفیت محصولات در مواجهه با اغتشاشات
3- اجتناب از شرایط ناایمن فرآیندی
4- کنترل سیستم به صورت اتوماتیک که کمترین توجه اپراتور را نیاز داشته باشد.
5- تغییر کیفیت محصولات در کمترین زمان ممکن
6- عدم ایجاد خطر برای محیط
قطعا جهت کنترل پارامترهای فرآیند، روش ها و طرح های مختلفی وجود دارد اما مهم این است که از میان راه کارهای مختلف چگونه درست ترین را انتخاب نماییم. مثلا چرا جهت کنترل موجودی مایع از جریان خوراک تازه ی واکنشگر استفاده کنیم؟ در چه مواردی ترکیبات خروجی از راکتور را آنالیز می کنیم؟ چرا نگران یک اغتشاش مستقیم در نرخ محصولات بوده ایم[1]؟
راه کارهای گوناگونی طی چندین سال توسط دانشمندان و طراحان کنترل ارائه شده است. لویبن و همکارانش درسال 1997 نتیجه تحقیقات این دانشمندان و نظریه هایی که حاصل تحقیقاتی در زمینه کنترل جامع بوده است، جمع آوری کرده و به روش کنترل جامع فرآیند را بنا نهاده اند.
2-2- پیچیدگی های فرآیند و اثرات آن
فرآیندهایی که تجهیزات و عملیات واحدهای آن به صورت پشت سر هم قرار دارند و به گونه ای عملکردشان بر روی هم موثر است. به خاطر تاثیرات جریان های برگشتی، تاثیر ادغام انرژی و موازنه ی مواد، مستعد مواجهه با اغتشاشات هستند که این اغتشاشات کنترل فرآیند را دچار بحران می کند.
دلیل اصلی برای استفاده از تجمیع انرژی، بهبود بازده ترمودینامیکی فرآیند است. این موضوع باعث کاهش در هزینه های کلی می شود و برای فرآیندهای با انرژی بالا، ذخیره ی انرژی بسیار قابل توجه است. در صنایع پالایش نفت واکنش های موجود معمولا گرمازا هستند. جریان خروجی از راکتور دارای حرارت بالایی است و از طرفی می خواهیم دمای جریان ورودی به راکتور را بالا ببریم. با استفاده از مبدل حرارتی خوراک- سیال خروجی می توان مقداری از انرژی را بازیابی نمود و از طغیان حرارتی جلوگیری کرد. این امر می تواند مقدار سوخت مورد نیاز کوره برای حرارت دهی واکنشگر و هزینه ی تجهیزات لازم برای خنک نمودن جریان خروجی راکتور را کاهش می دهد.
درنظریه کنترل جامع فرآیند بیشترین موضوعی که مورد توجه قرار می گیرد تأثیرات جریان های برگشتی است[4-1]. وجود جریان برگشتی مواد در فرآیندهای صنعتی شش دلیل عمده و مهم دارد: افزایش تبدیل، بهینه سازی اقتصادی، بهبود بازده واکنش، جلوگیری از اتلاف حرارتی، جلوگیری از واکنش های جانبی و کنترل خصوصیات محصول. تأثیری که جریان برگشتی برکنترل فرآیند خواهد گذاشت پیچیده، تدریجی و بسیار حائز اهمیت است. جریان برگشتی در یک فرآیند می تواند موجب اثر گلوله برفی غلتان12 شود. دلیل اینکه این اثر را اثر گلوله برفی غلتان نامگذاری کرده اند از این جهت است که هنگامی که یک گلوله برفی را از یک شیب به پایین بغلتانیم با جمع کردن برف ها به دور خود بزرگ و بزرگ ترشده و چون وزنش افزایش می یابد برف های بیشتری را به دور خود جمع کرده و با سرعت بیشتری نسبت به شرایط ابتدایی بزرگ تر می شود. این مثال در مورد جریان برگشتی کاملا صادق است. اگر در جریان برگشتی اغتشاشي ایجاد شود، با یک بار چرخش در فرآیند این اغتشاش تشدید شده و بزرگ تر می شود و این روند به مرور زمان ادامه می یابد تا جایی که سیستم از کنترل خارج می گردد. برای فهم این اثر به یک مثال نگاه می کنیم. قوانین حاکم براین مثال در مراحل طراحی تعمیم داده شده اند.
جریان F0 که حاوی ماده A است، طبق واکنش درجه اول A→B در رآکتور به B تبدیل می شود. ماده B به عنوان محصول از انتهای برج تقطیر خارج شده و ماده A واکنش نداده، با جریان D به رآکتور باز می گردد. سیستم کنترلی که در شکل 2-1 نشان داده شده شامل 7 کنترلر است.
شکل 2-1- ساختار کنترلی بر مبنای ماندگی ثابت درون راکتور[1]
1- کنترل جریان ورودی به راکتور
2- کنترل سطح راکتور به وسیله جریان خروجی از آن
3- کنترل خلوص محصول خروجی توسط بارحرارتی ریبویلر
4- کنترل خلوص بالای برج توسط جریان رفلاکس
5- کنترل سطح مایع رفلاکس درام توسط محصول مقطر ( که در اینجا همان جریان برگشتی است)
6- کنترل سطح مایع برج تقطیر توسط دبی جریان خروجی از پایین برج
7- کنترل فشاربرج توسط بارحرارتی کندانسور
هدف از سیستم کنترلی که در شکل نشان داده شده است، کنترل جریان واکنش دهنده تازه (A) به منظور تنظیم نرخ محصول (B) است. حال اگر اغتشاشی به میزان %25 در جریان خوراک تازه ایجاد شود، سوال این است که در جریان برگشتی چند درصد تغییرایجاد می گردد؟ با شبیه سازی فرآیند مشاهده می گردد که %94 در جریان برگشتی تغییر ایجاد خواهد شد. علت این امر فقط و فقط به نوع ساختارکنترلی باز می گردد. هنگامی که F0 را زیاد کنیم سطح مایع درون راکتور بالا می آید و چون کنترل سطح راکتور توسط جریان ورودی به قسمت جداسازی است باعث اغتشاش در این قسمت می شود و مشاهده می گردد که با %25 تغییرات در جریان خوراک تازه، تغییری به مراتب بزرگتر(%94) در جریان برگشتی خواهیم داشت که نمایانگر اثر گلوله برفی غلتان است. بدین مفهوم که تغییر مورد نظر به علت عدم کنترل صحیح در سیستم تشدید شده است. حال استراتژی کنترلی را به حالت شکل 2-2 تغییر می دهیم[1].
شکل 2-2- ساختار کنترلی بر مبنای ماندگی متغیر در راکتور [1]
دومورد تغییر نسبت به حالت قبل مشاهده می شود :
1- سطح مایع درون راکتور با توجه به جریان ورودی تنظیم می گردد
2- جریان ورودی به قسمت جداسازی کنترل می شود
بقیه حلقه های کنترلی همانند ساختار قبلی هستند. در این ساختار می بینیم که تغییر در دبی محصول B با جریان خوراک تازه امکان پذیر نمی باشد، بلکه جریان خوراک تازه با توجه به سطح راکتور کنترل می گردد و با تغییر در نقطه تنظیم کنترل کننده سطح مایع راکتور می توان نرخ محصولات خروجی را تنظیم کرد.
حال با تغییر %45 در ماندگی راکتور (که معادل %25 تغییر در جریان محصول ورودی است) به % 18 تغییر در دبی جریان برگشتی می انجامد. در حالی که در ساختار کنترلی قبلی این تغییر معادل %94 بوده است. علت این امر این است که در ساختار کنترلی شکل 2-1 سیستم کنترلی تلاش می کند که محتویات هرظرف را با تغییر در جریانی که به سمت پایین دستش می رود کنترل نماید. بنابراین هر اغتشاشی که گرایش به افزایش محتویات فرآیند داشته باشد (همانند افزایش خوراک تازه) باعث افزایش در حلقه جریان برگشتی می شود[1].
2-3- مفاهیم پایه ای کنترل جامع فرآیند
3-2-1- آموزه های داگلاس [5]
جیم داگلاس13 درسال 1988 از دانشگاه ماساچوست، رویکرد تدریجی به طراحی مفهومی در نمودار فرآیند را ابداع کرد. او تعداد بسیار مفیدی از مفاهیم را گسترش داد که شامل مفاهیم کنترلی بودند. داگلاس به این نکته اشاره می کند انواع طرح های شیمیایی شامل موادخام و محصولات با ارزشی هستند که انرژی زیادی جهت تبدیل موادخام به محصولات مصرف می شود. این گفته وی به دو اصل منتهی می شود.
1- کمترین هدررفت واکنش دهنده ها و محصولات
2- بیشترین مقدار دبی در طول سیستم های برگشت گاز
2-3-2- اصول باکلی [6]
پیج باکلی14 به همراه دوپوینت15 درزمینه کنترل فرآیند جزء پیشگامان بودند و برای نخستین بار در زمینه کنترل فرآیند نظریه جداسازی مسائل کنترل جامع فرآیند را دردو بخش پیشنهاد کردند:
1- کنترل موازنه مواد
2- کنترل کیفیت محصولات
او پیشنهاد کرد در ابتدا به دبی مواد در طول سیستم توجه شود، چون حلقه های کنترلی فشار و سطح مایع از دبی گازها و مایعات جهت کنترل استفاده می کنند. سپس او حلقه کنترل کیفیت محصولات را مطرح کرد که به وسیله متغیرهای مهم در فرآیند شناسایی و شیوه مناسب برای کنترل آنها انتخاب شود. سپس ثابت های زمانی حلقه های کنترل کیفیت تخمین زده شود. پس از بررسی حلقه های کنترل کیفیت مجدداً پایداری را مورد بررسی قرار دادند و اینگونه مطرح کردند که سطح مایع ظروف باید توسط حلقه هایی از نوع تناسبی کنترل بشود. اولین اصل دلالت براین موضوع دارد که ما نیاز به سیستم کنترلی داریم که از اتلاف واکنش دهنده ها و محصولات جلوگیری کند و دومین اصل نشان دهنده این است که بازده با ارزش تر از انرژی است. درواقع جریان برگشتی برای بهبود بخشیدن بازده در تعداد زیادی از فرآیندها استفاده می شود. بازده اقتصادی بهبودیافته گاهی اوقات مهمتر از ارزش انرژی اضافی که برای انتقال جریان برگشت گاز درکمپرسور مصرف می شود (تلف می شود). مفهوم ساختارکنترلی برای اصل فوق این است که دبی گاز برگشتی بیشینه شود حتی اگر مقدار زیادی انرژی صرف این کار شود.
2-3-3- قانون ریچاردسون [2]
باب ریچاردسون16 از اتحادیه کاربید17 این نظریه را پیشنهاد کرد که جریانی که بیشترین دبی را دارد برای کنترل سطح مایع درمخزن انتخاب شود. این امر موجب می شود سریعتر به هدف مطلوب برسیم.
2-3-4- آموزه های داون [7]
درسال 1992، جیم داون18 از کمپانی شیمیایی شرق دریافت که موازنه اجزای شیمیایی حول نقطه شروع و نرمال، برای تمام فرآیند و تجهیزات بررسی شود. مفاهیم موازنه جزء اولین اصول مهندسی شیمی است اما به نحوی این اساس در پروژه های بزرگ اغلب فراموش شده یا نادیده گرفته شده اند. در کارهای طراحی معمولا کار به چند بخش تقسیم بندی می شود. به عنوان مثال شخصی که می خواهد یک راکتور و سیستم کنترلی و قسمت جدا کننده آن را طراحی کند، باید توجه ویژه ای به اصول موازنه داشته باشد چون این دو قسمت عملیاتی به طور موثری با هم کار می کنند.
نظریه داون این گونه بیان می کند که باید مطمئن شد که تمام اجزا ( واکنش دهنده ها، محصولات و مواد خنثی ) راهی برای خروج دارند یا در داخل فرآیند مصرف می شوند. مثلا مواد سنگین خنثی می توانند سیستم را از طریق خروجی محصولات در پایین برج ترک کنند. مواد خنثی سبک نیز از طریق جریان گاز یا از طریق کندانسور جزئی که در برج تعبیه شده است، پاکسازی می شوند. بیشتر مسائل به طور عمده در مورد واکنش دهنده ها است، مخصوصا زمانی که تعداد زیادی از انواع مواد شیمیایی موجود باشند. تمام واکنش دهنده های ورودی به سیستم باید در فرآیند مصرف شده یا آن را ترک کنند حتی اگر به صورت ناخالص در جریان خروجی باشند.
2-3-5- قانون های لویبن19 [3و1]
سه مورد از قانون هایی که به صورت نتیجه بررسی یک پدیده مورد مطالعه در بین تعداد زیادی از سیستم ها توسعه پیدا کرده، به این شرح است :
1- دبی جریان برگشتی باید توسط یک حلقه کنترل شود. این امر سبب جلوگیری از اثر گلوله برفی غلتان می شود.
2- یک جریان تازه خوراک از واکنش دهنده ها توسط کنترل دبی نباید کنترل شود مگر اینکه اساسا یک تبدیل یک بار گذر در واکنش دهند ها وجود داشته باشد. در سیستم هایی با واکنش های پی در پی شبیه {█(A+B→M+C@M+B→D+C)┤ خوراک های تازه امکان کنترل به وسیله جریان کنترلی را دارند زیرا هر عدم تعادلی در نسبت واکنش دهنده ها با تغییر در مقدار محصولات (M و D) تطابق پیدا می کند.
مازاد ماده A با تولید بیشتر M و کمتر D نتیجه می دهد. مازاد ماده B با تولید بیشتر D و تولید کمترM نتیجه می دهد.
3- اگر محصول نهایی یک فرآیند از قسمت بالای برج تقطیر خارج شود، خوراک برج باید مایع باشد و اگر محصول نهایی از پایین برج خارج شود خوراک ورودی به برج باید بخار باشد.
اگر خوراک مایع اشباع باشد تغییرات در مقدار دبی خوراک یا ترکیبات خوراک، از نظر دینامیکی تاثیرات کمی بر ترکیبات محصول مقطر نسبت به انجام این تغییرات برترکیبات پایین برج دارد.برای مواردی که خوراک بخار اشباع باشد، برگشت مواد به برج می تواند موثر باشد و جریان پایین برج نسبت به بالای برج تاثیر کمتری از مواد بالا نسبت به این برگشت می پذیرد. اگر هدف اولیه ما رسیدن به کنترل کیفیت دقیق باشد، اساس طراحی ستون های برج بر اساس مفاهیم دینامیکی حرارتی خوراک مطرح می شود، حتی اگر از نظر اقتصادی یک جریان خوراک مایع به نفع باشد، سود آوری طرح عملیاتی با یک محصول خروجی از پایین برج نسبت به اینکه خوراک برج مایع باشد، بهتر است.
نظریه ها و قوانینی که به بیان آن ها پرداخته شد سنگ بنای روش کنترل جامع فرآیند محسوب می شوند. اما می توان شکل گیری این نظریه را حاصل کار لویبن و همکاران دانست. لویین در سال 1997 تمامی نظریه های فوق را طبق اصول کنترل فرآیند بررسی و اصلاح و با ارائه قوانین و نظریه های خود، نظریه ای را به نام (( کنترل جامع فرآیند )) مطرح کرد.
این نظریه شامل 9 گام در طراحی سیستم های کنترلی است. پس از ارائه این نظریه و ثابت شدن جامع و کامل بودن آن در طراحی سیستم های کنترلی از آن استفاده های زیادی می شود که حجم مقالات چاپ شده در این زمینه تائیدی براین ادعاست.
2-4- طراحی سیستم های کنترلی به روش کنترل جامع فرآیند [4 و2]
2-4-1- گام 1 : تعیین اهداف سیستم کنترلی
اولین و یکی از مهمترین گام ها در طراحی سیستم های کنترلی همین گام است. زیرا تفاوت ساختارهای کنترلی از تفاوت اهداف آنها ناشی می شود. بهترین ساختار کنترلی برای یک فرآیند، ساختاری است که به بهترین وجه اهداف آن را تامین کند. این اهداف شامل بازده راکتور، بازده قسمت جدا سازی، مشخصات کیفیت محصول و مطابقت آن با تقاضاهای موجود، محدودیت های ایمنی، محدودیت های عملیاتی و محدودیت های زیست محیطی می شود.
2-4-2-گام 2 : یافتن درجه های آزادی کنترل
تعداد درجه های آزادی کنترل در واقع تعداد شیر کنترل های لازم جهت کنترل پایدار سیستم می باشد. یا به عبارت دیگر تعداد متغیرهایی است که از طریق دادن نقطه تنظیم می توان آنها را کنترل کرد. این شیرهای کنترل معمولا برای اهداف زیر به کار می روند :
1- رسیدن به نرخ موردنظر محصولات
2- نگهداری موجودی گاز و مایع
3- کنترل کیفیت محصولات
4- رعایت ایمنی و محدودیت های زیست محیطی
هرکدام از شیرکنترل ها علاوه بر وظایف ذکرشده می توانند برای بالابردن اهداف اقتصادی یا بالابردن توانایی کنترل دینامیکی مورداستفاده قرار بگیرند. به عنوان مثال برای کاربردهای بیشترین بازده یا دوری از اختلالات.
2-4-3- گام 3 : ایجاد سیستم مدیریت انرژی
در این گام باید مطمئن شد که اختلالات انرژی در طول فرآیند به وسیله سیستم سرویس های جانبی منتشر نمی شوند. از عبارت مدیریت انرژی دو موضوع اساسی استخراج می شود:
1- باید یک سیستم کنترلی تعبیه کنیم که گرمای واکنش های گرمازا را از فرآیند حذف کند. اگر حرارت در راکتور به طور مفیدی حذف شود، می توان از حرارت موجود در قسمت های دیگر فرآیند استفاده کرد.
2- درمورد واکنش های گرمازا توجه به پدیده طغیان حرارتی هم مهم است. در واقع اگر راکتور موردنظر آدیاباتیک باشد، افزایش بیش از حد دما به پدیده طغیان



قیمت: تومان

About the author

92 administrator

You must be logged in to post a comment.