Bir petrol rafinerisindeki vakum damıtma ünitesini modelleme ve benzetimleme

Abstract

Bu tez çalışmasında, bir vakum damıtma ünitesinin (VDU) modellemesi ve benzetimlemesi incelenmiştir. Libya rafinerilerinde kullanılmak üzere, rafinasyon artıklarını başka ülkelere satmak yerine bunlardan yararlanmak ve daha değerli ürünler elde etmek için vakum basıncı altında çalışan bir damıtma ünitesi tasarlanmıştır. Atmosferik distilasyon ünitesi kalıntısı çok yüksek bir kaynama noktasına (370 ºC) sahiptir. Bu kaynama noktasını düşürmenin ve sonra bileşenlerine kolay ve verimli bir şekilde ayırmanın bir yolunu bulmamız gerekmektedir. Bir sıvıya uygulanan basınç düştükçe kaynama noktasının da azaldığı bilinmektedir. Vakum damıtma kolonunda, atmosferik artık maddenin kaynama noktası, bu madde üzerinde uygulanan basıncı düşürerek azaltılır. Vakum damıtma ünitesinin ana ürünleri, çıkış gazı, hafif vakum gaz yağı (LVGO) ve ağır vakum gaz yağıdır (HVGO). İlave olarak bir vakum kalıntısı da üretilmektedir. Atmosferik damıtma kalıntısının daha fazla damıtılmasını araştırmak için, vakum damıtma ünitesi tasarlanmış ve Honeywell UniSim® Design v450 yazılımı ile benzetimlenmiştir. Bu yazılım, kararlı durum ve dinamik modeller oluşturmamıza yardımcı olan çok güçlü bir tesis tasarım programıdır. Benzetimlemeler neticesinde, atmosferik artık maddenin sıvı hacim yüzdesi % 31,9, vakum kalıntısının sıvı hacim yüzdesi ise %0,098 olarak bulunmuştur. UniSim yazılımını kullanarak yapılan benzetimlemelerimiz, VDU kullanımının petrol rafinerisindeki artık miktarını önemli ölçüde azalttığını göstermiştir.

In this thesis, we studied the modeling and simulation of a vacuum distillation unit (VDU). A distillation unit operating under vacuum pressure was designed to be fully used in Libyan refineries to make benefit from its residue instead of exporting it to other countries, and to extract more valuable products. The atmospheric residue has a very high boiling point (370 ºC). We need to find a way to decrease its boiling point, and then to separate it into its components easily and efficiently. It is known that when the pressure applied on a fluid decreases its boiling point decreases too. In the vacuum distillation column, the boiling point of the atmospheric residue is decreased by decreasing the pressure applied on the residue. The main products from the vacuum distillation unit are off gas, light vacuum gas oil (LVGO) and heavy vacuum gas oil (HVGO). In addition, a vacuum residue is produced. To be able to investigate the further distillation of the residue of the atmospheric distillation, a vacuum distillation unit was designed and simulated by Honeywell UniSim® Design v450 software, which is a very powerful program that helps us to create steady-state and dynamic models for plant design. At the end of the simulations, the liquid volume percent of the atmospheric residue was found to be 31.9%, while the liquid volume percent of vacuum residue was found to be 0.098%. Our simulations by using UniSim software indicated that the use of VDU significantly decrease the amount of the residue in the petroleum refinery.