شبيه‌سازي مبدل حرارتي پيش‌گرم‌كن واحد اتيلن اكسايد پتروشيمي جم جهت بهبود عملكرد و بررسي مشكلات

Simulation of Pre-Heating Heat Exchanger of Ethylene Oxide in Order to Improve Its Performance and Investigate Problems

مبدل‌هاي حرارتي از مهم‌ترين و پركاربردترين تجهيزات در صنايع پتروشيمي جهت افزايش يا كاهش دما مي‌باشند. در پژوهش پيش روي مبدل پوسته-لوله ي واحد اتيلن اكسايد پتروشيمي جم در قسمت پيش گرمكن، با استفاده از نرم افزار Aspen heat exchanger design and rating شبيه‌سازي مي گردد. در مرحله دوم بررسي پارامترهاي مبدل مذكور صورت مي پذيرد. جهت انجام اين شبيه‌سازي ابتدا تك‌تك اجزاي مهم ساختاري مبدل به‌صورت مجزا مورد بررسي قرار مي-گيرد. در اين شبيه‌سازي ميزان دما در طول مبدل و ضرايب انتقال حرارت محاسبه شده است. همچنين، به بررسي مقاومت‌هاي انتقال حرارت پرداخته مي شود كه نشان دهنده اثر زياد مقاومت فيلمي پوسته است. بخش اعظم افت فشار در نازل‌ها و در برخورد‌هاي متقاطع سيال با لوله‌ها اتفاق مي‌افتد. در بخش دوم كار، طراحي مجدد مبدل به‌گونه‌اي انجام مي‌پذيرد تا از مشكلات مكانيكي و فرآيندي آن كاهش يابد.

Heat exchangers are one of the most important and widely used equipments in the petrochemical industry to increase or decrease the temperature. In the present research, the shell-and-tube exchanger of Jam Petrochemical ethylene oxide unit in the pre-heater part is simulated using Aspen heat exchanger design and rating software. In the second step, the parameters of the Heat Exchanger are checked. In order to carry out this simulation, each important structural component of the Heat Exchanger is examined separately. In this simulation, the temperature along the Heat Exchanger and the heat transfer coefficients have been calculated. Also, the heat transfer resistances are investigated, which indicates the high effect of the film resistance of the shell. Most of the pressure drop occurs in the nozzles and in the cross collisions of the fluid with the pipes. In the second part of the work, the redesign of the Heat Exchanger is done in a way to reduce its mechanical and process problems.