انتگراسیون واحدهای تولید بیودیزل

شرایط جهانی مصرف انرژی در حال حاضر، نیاز به منابع جایگزین آن را بیش از پیش نشان می دهد. در قرن اخیر، افزایش قابل توجه استفاده از منابع فسیلی، دورنمای نگران کننده ای را از پایان بهره برداری از این منابع ترسیم می کند. علاوه بر موارد ذکر شده، بحران آلودگی های زیست محیطی، ناپایداری قیمت ها و معضل های ناشی از وابستگی کشورها به منابع محدود انرژی تجدیدناپذیر، سیاستگذاران کشورهای توسعه یافته را به صرافت یافتن منابعی جدید و قابل اعتماد انداخت. در همین راستا سرمایه گذاری های زیادی برای توسعه استفاده از انرژی هسته ای انجام شد و نتایج نسبتاً خوبی را هم به همراه داشت. اما در دهه های اخیر، نمایان شدن مشکلات امنیتی و زیست محیطی این انرژی جایگزین، ادامه گسترش آن را با چالش مواجه کرد. این مشکلات، کارشناسان انرژی کشورها را به فکر منابع کمتر استفاده شده بشر یعنی انرژی های تجدیدپذیر انداخت. از معروفترین این منابع می توان به انرژی خورشیدی و بادی اشاره کرد که با وجود انواع نتایج مطلوبشان از جمله در صنعت نیروگاهی، استفاده از از آن ها به عنوان سوخت تا امروز به شکل تجاری میسر نبوده است. اما یکی از منابع به تازگی محبوب شده انرژی های تجدیدپذیر که قابلیت استفاده به عنوان سوخت را دارند، سوخت های زیستی نام دارند. از میان این سوخت ها که ریشه کاملاً زیست محیطی دارند، بیواتانول و بیودیزل به دلیل امکان استفاده از آن ها در وسایل نقلیه به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. بیودیزل سوخت پاکی است که از به عنوان جایگزین گازوئیل یاد می شود. برای تولید بیودیزل در ابعاد تجاری به نوعی روغن و الکل به عنوان خوراک و البته واحدی با تجهیزات فرایندی نیاز است. با توجه به نگرانی های شدید این روزهای دنیا در رابطه با موضوع تأمین انرژی، مطلوب است که واحد تولید این سوخت با شرایط بهینه و اصلاح شده انرژی مورد استفاده قرار گیرد. ما بنابر توضیحات ارائه شده، تصمیم گرفتیم که ضمن بررسی واحد تولید بیودیزل، با اعمال اصلاحاتی طراحی های جدیدی ایجاد کرده و آن ها را از منظر مصرف انرژی و شرایط اقتصادی مقایسه کنیم. برای این منظور ما دو واحد تولید بیودیزل را که یکی از روغن سویا و دیگری از روغن پسماند خوراکی تأمین شود، بر اساس یک طراحی مبنا، با ظرفیت (ton/year) 160000 و با استفاده از نرم افزار hysys شبیه سازی کرده و هزینه های عملیاتی و اولیه ناشی از آن را برآورد کردیم. در مرحله بعد با بررسی منحنی ترکیبی جامع برج های واحدها، میزان تلفات انرژی سینی های برج ها را شناسایی کرده و بر اساس بهینه سازی تحلیلی و بدون استفاده از روابط عددی، با تکیه بر داده های شبیه سازی به اصلاح برج ها پرداختیم. نتیجه جدید واحدها را طراحی 1 نامگذاری کردیم. سپس بر مبنای طراحی 1، شرایط بازگرداندن روغن واکنش نداده را بررسی کرده و نتیجه آن را طراحی 2 قرار دادیم. در مرحله آخر بر مبنای طراحی 2، به طراحی شبکه مبدل های حرارتی واحدها بر اساس تکنولوژی پینچ پرداختیم. این مرحله با دو سناریو استفاده و عدم استفاده از تولید بخار به عنوان یوتیلیتی سرد با نرم افزار aspen energy analyzer انجام شده و نتیجه آن طراحی 3 بود. در نهایت نتایج اقتصادی ناشی از طراحی های صورت گرفته را تحلیل و با هم مقایسه کردیم.