Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Nasresfahany
محسن نصراصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
OMID BABAIE
امید بابائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Cost Minimization by Genetic Algorithm and Energy Consumption Investigation in Separation of Ternary mixture of Propane, Butane and Pentane
In recent years, due to the limited energy resources and increasing consumption and high cost of providing it, various methods for reducing energy consumption are presented. However, the use of energy wasted in the process has become a very important object. Almost in all chemical processes, separation section is very important section. Distillition is the most common industrial separation method and uses a lot of energy.In general, for a partial separation of a mixture to its pure components, different arrangements of distillation towers can be used. Therefore, for designing a distillation process, finding the best arrangement of distillation towers is very important. Cost minimizing and investigating of energy consumption in the triple system of propane, butane and pentane is aim of this project. The objective function is the Total Annual Cost of distillation arrangements. Four different arrangements are considered to find the optimum mod. All arrangements are both with and without thermal integration. Finding the extermum of objective function considering the number of variables is not an easy process. Short cut methods have been used in the past to ease investigation but suffer from simplifying assumption. In this project, genetic algorithm is used to find extermum of objective function. Distillation towers heve been simulated and sized by Hysys, total annual cost has been calculated. Finally, to ensure the accuracy of cost calculations, some of best cases were analysed by "Aspen Icarus" software and exact economic estimations have been performed. The results show that the splitting feed and partely heated integrated prefractionator arrangement is optimum arrangement compared with other arrangements. Keywords: Cost minimizing, Energy consuption, Total Annual Cost, genetic algorithms, Hysys software, Aspen Icarus software
در سال‌های اخیر، به دلیل محدود بودن منابع انرژی، مصرف روز افزون و هزینه‌های بالای تأمین آن؛ روش‌های مختلفی برای کاهش مصرف انرژی ارائه شده است. همچنین استفاده از انرژی‌های تلف‌شده در فرایند نیز به امر بسیار مهمّی تبدیل شده است. تقریباً در تمامی فرایندهای شیمیایی، جداسازی؛ بخش بسیار مهمّی را تشکیل می‌دهد. تقطیر، متداول‌ترین روش جداسازی در صنعت است که انرژی زیادی را مصرف می‌کند. در حالت کلّی، هنگام جداسازیِ یک مخلوط چند‌جزئی به اجزای خالص، امکان استفاده از آرایش‌های مختلفی از برج‌های تقطیر وجود دارد. بنابراین در یک مسأله‌ی جداسازی به روش تقطیر، پیدا کردن بهترین آرایش برج‌های تقطیر به عنوان یک مسأله‌ی مهم در طرّاحی و بهینه‌سازی مطرح می‌شود. هدف از انجام این پروژه، کمینه‌سازی هزینه و بررسی مصرف انرژی در سیستم سه‌جزئی پروپان، بوتان و پنتان است. در این پروژه، تابع هدف، هزینه‌ی کلّی سالیانه‌ی آرایش‌های تقطیر می‌باشد. برای تشکیل و بررسی حالت بهینه، چهار آرایش مختلف در نظر گرفته شده است. هر آرایش به دو صورت با انتگراسیون حرارتی و بدون انتگراسیون حرارتی مورد بررسی قرار می‌گیرد. با توجّه به این‌که متغیّرهای سیستم به صورت هم‌زمان تغییر می‌کنند، بررسی تمامی حالت‌های ممکن بسیار دشوار است. همچنین استفاده از روش‌های میان‌بر که در کارهای گذشته به کار برده شده است، نیاز به فرضیات ساده‌کننده‌ی بسیار زیادی دارد. در این پروژه، از الگوریتم ژنتیک برای پیدا کردن جواب بهینه استفاده شده است. برج‌های تقطیر توسط نرم‌افزار "هایسیس" شبیه‌سازی و سایزینگ شده‌اند. سپس به‌منظور مقایسه‌ی حالت‌های مختلف، هزینه‌ی کلّیِ سالیانه محاسبه شده است. در نهایت برای اطمینان پیداکردن از محاسبات هزینه، درهرآرایش، تعدادی از جواب‌ها به نرم افزار"اسپن ایکاروس" برده شده و در آن‌جا برآورد دقیق اقتصادی انجام شده است. با توجّه به نتایج به‌دست آمده، آرایش پیش‌تفکیک‌کننده با انتگراسیون حرارتی و با تقسیم کردن خوراک و پیش‌گرم کردن قسمتی از آن، بهترین آرایش در مقایسه با آرایش‌های دیگر می‌باشد. کلمات کلیدی: کمینه‌سازی هزینه، مصرف انرژی، هزینه‌ی کلّی سالیانه، الگوریتم ژنتیک، نرم‌افزار "هایسیس"، نرم‌افزار "اسپن ایکاروس"

ارتقاء امنیت وب با وف بومی