المجلة الدولية للعلوم والتقنية

International Science and Technology Journal

ISSN: 2519-9854 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

DOI: www.doi.org/10.62341/ISTJ

مجلة علمية محكّمة تهتم بنشر البحوث والدراسات في مجال العلوم التطبيقية، تصدر دورياً تحت إشراف نخبة من الأساتذة

Optimizing Design of Heat Exchanger Network Grassroots for Crude Oil Distillation Unit at Zawia Oil Refining Plant

الملخص
في ظل تزايد الطلب على الطاقة واستمرار ارتفاع أسعار النفط، أصبح من اللازم الحفاظ على مستويات الطاقة في مصافي تكرير النفط، خاصة في وحدات الفصل من أجل تقليل تكلفة التشغيل والانبعاثات الغازية. تعتبر طريقة تحسين تصميم شبكة المبادلات الحرارية من أهم الطرق المستخدمة لتوفير الطاقة، حيث تم في هذه الدراسة استخدام تقنية المكاملة الحرارية (التحليل النقطي( وباستخدام بيانات حقيقية، للحصول على أفضل توفير للطاقة في شبكة المبادلات الحرارية لوحدة فصل النفط الخام في مصفاة الزاوية لتكرير النفط، حيث أظهر تطبيق هذه التقنية كيفية توفير قدر كبير من الطاقة أثناء تصميم شبكة المبادلات الحرارية. و‏من أهم نتائج برنامج Hint وجد ان ΔTmin=20، و نقطة الاختناق =116Co. وقد وجد ايضا انه يجب توفير23831.5 كيلو واط، وهو الحد الادنى من تدفق الحرارة في الخطوط الساخنة و يجب إزالة 10882.8 كيلو واط، وهو الحد الادنى من تدفق الحرارة في الخطوط الباردة. حيث قدرت تكلفة التشغيل لكل من الخطوط الباردة والساخنة بحوالي 2.97*106 دولار في السنة لإجمالي مساحة انتقال الحرارة 14507.48m2، وتكلفة رأس المال السنوية المتوقعة تساوي 8.7*105 دولار في السنة. والنتائج التي تم الحصول عليها في هذه الدراسة تعتبر مُبشّرة وواعدة للغاية لتحقيق أفضل توفير للطاقة، خاصة عندما يتم تطبيق تصميم التعديل التحديثي.
Abstract
As the oil prices keep increasing, the need for energy conservation becomes a real necessity in oil refinery plant especially in crude oil distillation unit in order to reduce both the operating cost and gases emissions. The important method that used for energy saving is the optimization of heat exchanger network (HEN) design, which can be applied using various methods. In this study, Pinch Technology (PT) is applied using real data, in order to obtain optimum energy savings in preheat exchanger network of the crude oil distillation unit at Zawia Oil Refining Plant. Applying such technique has shown how to save considerable energy during the heat exchanger network design. From the HINT results the optimal value of ΔTmin found to be equal to 20C, and the pinch point was found to be 116 C. It has been also found that 23831.5 KW minimum heat flow must be supplied from hot utilities and 10882.8 KW minimum heat flow must be removed by cold utilities. The operating cost for both hot and cold utilities was estimated to be2.97*106 $/year. Furthermore the estimated total heat transfer area was found to be 14507.48 m2 and the predicted annual capital cost was equal to 8.7*105$/year. The obtained results are considered to be extremely promising for achieving considerable improvement in energy savings for the investigating unit particularly when retrofit design will be applied in the following part of this work