Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ออปติไมเซชันของหน่วยแยกอากาศ

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Optimization of the air separation unit

Year (A.D.)

1999

Document Type

Thesis

First Advisor

พงษ์ศักดิ์ ปิยพงศ์ไพโรจน์

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.1999.754

Abstract

ปัจจุบันกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จำเป็นที่จะต้องดำเนินการผลิตตลอดเวลา ทำให้ไม่สามารถที่จะปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงขั้นตอนต่างๆ ในกระบวนการผลิตได้โดยตรง การศึกษาเพื่อปรับปรุงหรือเปลี่ยนแปลงขั้นตอนการผลิตจึงต้องอาศัยการสร้างแบบจำลองขึ้นเพื่อใช้เป็นตัวแทนของกระบวนการผลิตจริง งานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอการสร้างแบบจำลองกระบวนการกลั่นแยกอากาศของโรงงานแยกอากาศ โดยใช้โปรแกรมแอสเพน พลัส จุดประสงค์หลัก คือเพื่อหาจุดปฏิบัติการที่เหมาะสมที่สุดของการควบคุมการกลั่น โดยปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ต่างๆ คือ อุณหภูมิสายป้อนอัตราการไหลป้อนกลับและผลต่างความดันหอกลั่นต่อเทรย์ ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ (ไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอน)ที่มีความบริสุทธิ์มากที่สุด อีกทั้งยังได้ทำการศึกษาถึงความไวของกระบวนการผลิต เมื่อมีการปรับเปลี่ยนอัตราการไหล อุณหภูมิ และความดันของสายป้อนที่มีผลต่อความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์อีกด้วย จากการศึกษาโดยใช้แบบจำลองในครั้งนี้ทำการออปติไมเซชั่น 3 กรณี คือออปติไมเซชั่นเพื่อเพิ่มความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอน พบว่าจุดปฏิบัติการที่เหมาะสมที่สุดของการควบคุมการกลั่นคือ สภาวะของการออปติไมเซชั่นไนโตรเจน โดยได้ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนเพิ่มเป็น99.994% โดยที่ความบริสุทธิ์ของออกซิเจน และความบริสุทธิ์ของอาร์กอนยังคงได้ตามปกติ นอกจากนี้ยังพบว่า การศึกษาความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ทั้งสามของสายป้อนมีผลต่อความบริสุทธิ์ของไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอน โดยที่พารามิเตอร์อัตราการไหลมีความไวต่อการเพิ่มความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ทั้งสามมากที่สุด รองลงมาคืออุณหภูมิ และความดันตามลำดับ ผลจากการศึกษากระบวนการกลั่นแยกอากาศโดยใช้แบบจำลองนี้ จึงน่าจะเป็นประโยชน์สำหรับการใช้เป็นตัวแทนของกระบวนการกลั่นจริงในโรงงาน ซึ่งสามารถนำข้อมูลที่ได้เป็นแนวทางในการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงหรือพัฒนากระบวนการผลิตต่อไป และจะเป็นการเพิ่มความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์สำหรับลูกค้ามากยิ่งขึ้น

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Nowadays, the production lines of petrochemical plants have to operate continuously. They are not available for development or improvement any capability at that time, so a simulation model is needed to represent the actual plant. This research presents the Simulation Model of Air Separation Unit written in ASPEN PLUS. The main objective of this study is to find out optimal operating conditions which can produce the highest purity of Nitrogen, Oxygen and Argon gas with respect to parameters (feeding temperature, reflux ratio and differential pressure per tray). In addition the sensitivities of the process have been studied for the change in flowrate, temperature and pressure of feed stream independently and simultaneously. This Optimization has separated into 3 conditions: Maximization of nitrogen, oxygen and argon. Simulation results have shown that the appropriate condition is to maximize Nitrogen; simulation result has shown that purity of nitrogen for the Nitrogen's optimal condition is 99.994%, which is higher than the normal operating condition while the purities of oxygen and argon almost the same. For the sensitivity analysis, it has found the flow rate of feed stream is the most sensitive to the purity of the product gas whereas temperature and pressure of stream feed stream are insensitive to the purity of the product gas. This simulation model can represent the real processing production which is useful for developing or improving its capability. The value-added products can make more reliability to customers.

Link to Full Text

Share

COinS