Προσομοίωση της Λειτουργίας της Μονάδας Ιξωδόλυσης του Διυλιστηρίου Ασπροπύργου του Ομίλου ΕΛ.ΠΕ

Abstract

Η παρούσα διπλωματική αποτελεί μία απόπειρα προσομοίωσης της μονάδας ιξωδόλυσης του Διυλιστηρίου Ασπροπύργου του ομίλου ΕΛ.ΠΕ. Η προσομοίωση βασίσθηκε σε δεδομένα λειτουργίας περίπου 20 χρονικών περιόδων, σε διάστημα 12 ετών (περίπου). Τα δεδομένα ήταν βιομηχανικής ακριβείας. Αρχικά, έγινε μία εκτενής διερεύνηση της βιβλιογραφίας για την προσέγγιση του κινητικού μοντέλου και για τις απαραίτητες παραδοχές της προσομοίωσης. Επιλέχθηκε κινητική ψευδοπρώτης τάξης για τα 5 ψευδοπροϊόντα που παράγονται από την μονάδα ιξωδόλυσης (ένα ψευδοσυστατικό και τέσσερα πετρελαϊκά κλάσματα). Εξ΄ αιτίας του γεγονότος ότι τα δεδομένα ήταν βιομηχανικά και όχι εργαστηριακά, περιείχαν σφάλματα και δεν ήταν τακτοποιημένα και οργανωμένα όπως αυτά μίας εργαστηριακής διάταξης. Έτσι, απαιτήθηκε μεγάλο χρονικό διάστημα για την επεξεργασία των δεδομένων, τη διόρθωσή τους και τον ‘καθαρισμό’ τους. Η ανάπτυξη κώδικα σε SQL προς επεξεργασία αυτής της τεράστιας βάσης δεδομένων που μας δόθηκε ήταν μία από τις επιλογές που έγιναν σε αυτήν την διπλωματική. Στην πράξη, φάνηκε ιδιαίτερα ορθή επιλογή καθώς με ταχύτητα μπόρεσε να γίνει επεξεργασία πολλών δεδομένων και προσθήκη όταν αυτό χρειάζεται κι άλλων δεδομένων (π.χ στον χαρακτηρισμό τροφοδοσίας). Τα βήματα της μοντελοποίησης ήταν συνοπτικά τα παρακάτω: 1. Απλοποίηση της μονάδας και επιλογή των σωστών παραδοχών μέσω ιδιαίτερα εκτενούς διερεύνησης της βιβλιογραφίας 2. Κατάστρωση του μοντέλου και των ισοζυγίων ενέργειας και μάζας του αντιδραστήρα. 3. Επιλογή των δεδομένων. Τα βασικά λειτουργικά δεδομένα αντιστοιχούσαν σε 3500 ημέρες οι οποίες μετά τη διαδικασία επιλογής μειώθηκαν στις 980. 4. Διερεύνηση της εξάρτησης της κινητικής από τους διαθέσιμους χαρακτηρισμούς της τροφοδοσίας. 5. Πρόβλεψη των συνθηκών εξόδου του αντιδραστήρα με το κινητικό μοντέλο που επιλέχθηκε και των εκτιμήσεων που έγιναν στις παραμέτρους των ισοζυγίων. Το μοντέλο προσομοίωσης που αναπτύχθηκε προβλέπει αρκετά ικανοποιητικά τα κλάσματα μάζας τριών εκ των πέντε προϊόντων στην έξοδο του αντιδραστήρα καθώς και τις θερμοκρασίες εξόδου. Από τα διαθέσιμα δεδομένα χαρακτηρισμού της τροφοδοσίας της μονάδας δεν κατέστη δυνατός ο προσδιορισμός της εξάρτησης της συμπεριφοράς του αντιδραστήρα από την ποιότητα της τροφοδοσίας.

This thesis is an attempt to simulate the Visbreaking unit of Aspropyrgos Refinery Of Hellenic Petroleum Group. The simulation was based on 20 run’s data, or 12 years’ data approximately. These data were of industrial precision. Initially , an extensive investigation of the references has taken place on the approximation of the kinetic model and to lead to the necessary assumptions of the simulation. A model of 5 pseudocomponets of pseudo-first order reaction was assumed to describe the pyrolysis happening in the reactor. As mentioned above, because the data was industrial it contained errors and was not organized. So, a long period consumed in data processing to correct and “clean” that. The development code into SQL for processing that large database , that given by the industry, was one of the choices made in this thesis. In retrospect, it seems to be an appropriate choice for the quick processing and modifying of the database. The basic steps of the modeling are summarized below: 1. Simplification of the unit and selecting the right assumptions through an extensive investigation of the references 2. Design of the model and creation of the energy and mass balances of the reactor. 3. Data selection. The key operational data corresponding to 3500 days ,after the selection process were reduced to 980). 4. Investigation of the dependence of the kinetics of the available feed characterizations. 5. Forecast the reactor output, based on the proposed kinetic model by using the Runge Kutta method and the assessments were made on the parameters of the mass and energy balances. The developed model can predict satisfactorily three of the five pseudocomponents on the top of the reactor, as well as the outlet temperature . Judging by the available characterization data of the unit, it was not possible to determine the dependence of the behavior of the reactor by the feed quality.