PROCESS SIMULATION AND OPTIMIZATION OF A CRUDE OIL DISTILLATION UNIT

Abstract

Bu çalışmada, işletmenin verimini arttırmak amacıyla Erbil rafinerisinin ham petrol distilasyon ünitesinin simülasyonu ve optimizasyonu HYSYS simülasyon programı ile yapıldı. Farklı alternatifler; gazyağı uzaklaştırma plaka sıcaklığı, sıyırıcı buhar debisi, transfer sıcaklığı ve kule tepe basıncı gibi farklı işletme değişkenler kullanılarak denendi. Birimin performansı üzerinde her bir değişkenin etkisini saptamak için diğer değişkenler sabit tutularak değişkenlerden biri değiştirildi. Gazyağı uzaklaştırma plakasının sıcaklığı 202 ?C'den 206 ?C'ye değişmesiyle gazyağı verimi % 5.98 arttığı belirlendi. Bu değişim sülfür içeriğinde artmaya ve dizel payında azalmaya neden olmaktadır. Çünkü dizelin bir kısmı gazyağına dönüşmektedir. Tepe sıcaklığının 153 ?C'den 150 ?C'ye düşürülmesi; nafta debisini 32 m3/sa'den 30 m3/sa'te düşürürken, gazyağı debisini 3.2 m3/sa'den 4.7 m3/sa'te çıkardığı gözlendi. Çünkü naftanın bir kısmı gazyağına dönüşmüş ve bu, gazyağı içerinde sülfür içeriğini düşürmüştür. Hem distilasyon kulesinin tabanında sıyırma buharının debisinin hem de kule besleme sıcaklığının artırılmaları; hem gazyağı hem de nafta debilerini sırasıyla 3.2 m3/sa'den 7.0 m3/sa'te ve 32 m3/sa'den 35 m3/sa'te çıkardığı gözlendi. Ayarlamaların ilave masraf çıkarmadan en yüksek ticari değere sahip olan ürünlerin verimleri üzerinde en büyük etkiyi oluşturdukları not edildi. Diğer bir ifadeyle, bu başarmak için basıncın 1.7 kg/cm2'den 1.5 kg/cm2'ye düşürülmesi yeterlidir. Simülasyonla belirlenen optimum işletme şartları işletmenin verimini arttırdığı gözlendi. Çünkü belirlenmiş kalitede (kalite düşürülmeden) hem gazyağı hem de naftanın verimleri sırasıyla % 5.98 ve % 29.91 artmıştır. Sonuç olarak, gazyağı, nafta ve dizel' in geri kazanımları artmaktadır. Bu, oldukça talep edilen bir durumdur. Çünkü bu ürünler ticari olarak yağyakıt/asfalttan (residue) daha değerlidirler. Yağyakıt/asfalttansa ticari olarak daha değerli olan ürünlerdeki (daha hafif ürünler) artım, bu çalışma için büyük öneme sahiptir.

In the present study simulation and optimization of crude distillation Unit of Erbil Refinery by HYSYS simulation program has been carried out with the aim of increasing the efficiency of this plant. Different alternatives were evaluated with using the different operational variables, such as the temperature of the kerosene removal plate, the top temperature of the distilling tower, the stripping steam flow, the transfer temperature and the top pressure of the tower. In order to determine the influence each variable on the performance of the unit, one of the variables was changed while keeping the rest of variables to be constant. It was determined that the yield of kerosene increased to be 5.98 % by varying the temperature of the kerosene removal plate from 202 ?C to 206 ?C. This variation causes an increase in sulfur content and a decrease in diesel cutting since a part of diesel converts into kerosene. It was observed that reducing the cap temperature from 153 ?C to 150 ?C helped to increase low rate of kerosene from 3.2 m3/h to 4.7 m3/h while flow rate of naphtha decreased from 32 m3/h to 30 m3/h since some of naphtha became a part of kerosene that decreased sulfur content in kerosene. It was demonstrated that the increases of both the stripping steam flow in the bottom of the distilling tower and the tower feeding temperature increase flow rates of both the kerosene and the naphtha cuts from 3.2 m3/h to 7 m3/h and from 32 m3/h to 35 m3/h, respectively. It was noted that the adjustment generates the greatest impact on the yields of the products with the highest commercial value without generating additional costs. In other words, the reduction of the pressure from 1.7 kg/cm2 to 1.5 kg/cm2 is enough to accomplish this. It was observed that the optimum operation conditions determined by the simulation increased the efficiency of the plant since the yields of both kerosene and naphtha increased to be 5.98 % with the specified quality and 29.91% with the specified quality, respectively. As a result, there are increases in the recoveries of kerosene, naphtha and diesel, which are highly demanded since they are greater commercially-valuable products than the residue. An increase in commercially-valuable products (lighter cuts) than the residue is of great importance for this study.