جایگزینی واحد تقطیر نفت خام با فرایندهای چیدمانی جدید در پالایشگاه های ایران

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 گروه پژوهشی شیمی و فرآیند، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران

2 هیئت علمی

3 هیئت علمی پژوهشگاه صنعت نفت

4 شرکت پالایش و پخش فراورده های نفتی ایران

چکیده

با استفاده از فرآیندهای بهبود یافته (مانند چیدمان‌های پیشرونده و توزیع‌شونده) می‌توان میزان قابل توجهی از مصرف انرژی و آلاینده‌های تولیدی در فرآیند تقطیر نفت خام را کاهش داد. با این حال فرآیندهای بهبود یافته بصورت عملیاتی مورد آزمایش قرار نگرفته‌اند. در این پژوهش با درنظر گرفتن هزینه‌های تحمیل شده به واحد پالایشگاهی به دلیل تولید آلاینده‌ها و ضایعات زیست محیطی و انرژی مصرفی این فرآیندها نشان داده شده است که فرآیندهای بهبود یافته می‌توانند به عنوان گزینه مناسبی برای واحدهای نو تاسیس مدنظر قرار گیرند. بررسی نتایج برای نمونه‌های نفت سبک و سنگین ایران بیانگر صرفه اقتصادی این چیدمان‌ها و قابلیت استفاده از آن‌ها به عنوان جایگزینی مناسب برای فرآیند سنتی تقطیر نفت خام در ایران است. درآمد ناخالص حاصل از فروش محصولات در مورد نمونه سبک نفت خام حدود 13/0 میلیون دلار و در مورد نمونه نفت سنگین 13/12 میلیون دلار افزایش را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Replacement of crude oil distillation unit by new sequences in iran oil refineries

نویسندگان [English]

  • Amirhossein Khalili-Garakani 1
  • Norollah Kasiri 2
  • Afshin Mahdavi 4
1 Chemistry & Process Engineering Department, Niroo Research Institute (NRI)
3 Research inistitute of petroleum industry
4 ( N.I.O.R.D.C.) , senior expert of consumption affairs
چکیده [English]

By applying new processes (Progressive or Distributed Sequences) in Crude Oil distillation process a significant amount of energy consumption and environmental effluents could be reduced. Although, the new processes are not operational and tested in real industries, but their economic and environmental performance was confirmed by different researchers. In this work by considering imposing prices of environmental effluents and energy consumptions, it is illustrated that, the new processes could be a good replacement for conventional process in new established refineries. The analysis of these new configurations for a light and heavy oil sample of Iran, illustrate that the progressive and distributed distillation sequences could be a suitable replacement for traditional crude oil distillation systems in Iran. The gross profit of the products of new processes are 0.13 and 12.13 MM$/year more than conventional process for light and heavy oil respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Crude Oil Distillation
  • Progressive Distillation
  • Distributed Distillation
  • Energy consumption reduction
[1] Gary, J.H., Handwerk G.E., Petroleum Refining Technology and Economics, 4th ed., Marcel Dekker Inc., 2001.
[2] پاسبان الف.، قائدیان م.، مقصودی س. انجام برنامه­ریزی خطی یک پالایشگاه نمونه ایران به منظور ارائه الگوی بهینه پالایش نفت‌خام، پژوهش نفت، شماره 57، 71-62، 1387.
[3] Technical Options for Processing Additional Light Tight Oil Volumes within the United States. A Report by U.S. Energy Information Administration (EIA), April 2015.
[4] Refining U.S. Petroleum, A Survey of U.S. Refinery Use of Growing U.S. Crude Oil Production. A Report by American Fuel & Petrochemical Manufacturers, March 2015.
[5] Facts Global Energy, December 2014.
[6] Foster Wheeler USA Corp., Crude Distillation and Vacuum Flasher, Hydrocarbon Processing, pp. 111, September 1986.
[7] Benali T., Tondeur D., Jaubert J.N., An improved crude oil atmosphe ric distillatio n process for energy integration: Part I: Energy and exergy analyses of the proce ss when a fl ash is installed in the preheating train, App. Therm. Eng., Vol. 32, pp. 125-131, 2012.
[8] Iyengar S., Air Emissions: Vermont Utility to Consider Cost of Pollution, Burlington Free Press, November 30, 1993.
[9] Al-Mayyahi M.A., Hoadley A.F.A., Smith N.E., Rangaiah G.P., Investigating the trade-off between operating revenue and CO2 emissions from crude oil distillation using a blend of two crudes, Fuel, Vol. 90, No. 12, pp. 3577-3585, 2011.
[10] Final Rule for Docket No. 89-752, Public Service Commission of Nevada, Table 2, January 22, 1991.
[11] Wang Y., Hou Y., Gao H., Sun J., Xu S., Selecting the Optimum Predistillation Scheme for Heavy Crude Oils, Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 50, pp.10549-10556, 2011.
[12] Ji S., Bagajewicz M., Design of Crude Distillation Plants with Vacuum Units. I. Targeting, Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 41, No. 24, pp. 6094-6099, 2002.
[13] Bagajewicz M., Lambeth A., Valtinson G., New Technologies to Enhance the Distillation Yield of Petroleum Fractionation, Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 53, No. 44, pp.16937-16947, 2014.
[14] Shankar N., Sivasubramanian V., Arunachalam K., Steady State Optimization and Characterization of Crude Oil Using Aspen HYSYS, Pet. Sci. Technol., Vol. 34, No. 13, pp. 1187-1194, 2016.
[15] Devos A., Gourlia J.P., Paradowski H., Process for Distillation of Petroleum by Progressive Separations, U. S. Patent No. 4664785, May 12, 1987.
[16] Szoke-Kis A., Farkas C.I., Mizsey P., Comprehensive Investigation and Comparison of Refinery Distillation Technologies, Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 53, No. 49, pp. 19282-19292, 2014.
[17] Nag A., Distillation and Hydrocarbon Processing Practices, PennWell Corporation, USA, 2016.
[18] Manley D.B., Chan P.S., Crawford D.B., Thermodynamic Analysis of Ethylene Plant Distillation Columns, Proceedings of the 4th Ethylene Producers Conference, A.I.Ch.E, pp. 1-25, March 31-April 1, 1992.
[19] Asprion N., Kaibel G., Dividing Wall Columns: Fundamentals and Recent Advances, Chem. Eng. Process., Vol. 49, No. 2, pp. 139-146, 2010.
[20] Staak D., Grutzner T., Schwegler, Roederer D., Dividing Wall Column for industrial Multi Purpose Use, Chem. Eng. Process., Vol. 75, pp. 48-75, 2014.
[21] Dejanovic I., Matijasevic, L.J., Olujic Z., Dividing Wall Columns- A Breathrough Towards Sustainable Distilling, Chem. Eng. Process., Vol. 49, No. 6, pp. 559-580, 2010.
[22] Smith R., Chemical Process Design and Integration, 2nd ed., John Wiley and Sons, Inc., Asia, 2016.
[23] Ibrahim D., Jobson M., Guillen-Gosalbez G., Optimization-Based Design of Crude Oil Distillation Units Using Rigorous Simulation Models, Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 56, No. 23, pp. 6728-6740, 2017.
[24] Luyben W.L., Distillation Design and Control Using Aspen Simulation, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2013.
[25] Donahue M.M., Roach B.J., Downs J.J., Blevins T., Baldea M., Eldridge R.B., Dividing Wall Columns Control: Common Practices and Key Findings, Chem. Eng. Process., Vol. 107, pp. 106-115, 2016.
[26] Seader J.D., . Henley E.J., Keith Roper D., Separation Process Principles, Chemical and Biochemical Operations, 3rd ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 2011.
[27] Douglas J.M., Conceptual Design of Chemical Processes, McGraw-Hill, New York, 1988.
[28] Seider W.D., Seader J.D., Lewin D.R., Widagdo S., Product and Process Design Principles, 3rd ed., John Wiley and Sons, Inc., Asia, 2010.