گشتی سه بعدی در یک واحد پتروشیمی

در سایت زیر می توانید دریک واحد پتروشیمی گشتی بزنید. البته  این وبسایت مربوط به یک شرکت تولید عایق های نسوز است که بیشتر روی این بخش تمرکز کرده است.

ورود به سایت

3D animated Tour

 

طراحی آزمایشات

بحث های مربوط به طراحی آزمایشات[(Design Of Experiment-(DOE]  در تخصص مهندسان صنایع است ولی ما مهندسان شیمی برای معنی دار کردن آزمایشاتمان نیاز به دانستن تحلیل های DOE داریم. پس دانستن اطلاعات کلی در مورد خالی از لطف نیست.

DOE عبارتست از ایجاد تغییرات هدفمند در ورودیها یا مشخصه های یک فرآیند بمنظور مشاهده و تست تغییرات حاصل در خروجیها یا نتایج. در واقع یک فرآیند از ترکیب ماشینها، مواد، روشها، انسان، محیط و اندازه گیری های مربوطه تشکیل شده که در نهایت منجربه تولید یک محصول یا خدمت می گردد. طراحی آزمایش یک راهکار علمی است که به شما این امکان را می دهد تا در زمینه درک بهتر از فرآیند، دانش بیشتری (بصورت سیستماتیک) کسب نموده و بر چگونگی اثر ورودی بر خروجی احاطه پیدا کنید.

DOE به منزله یک راهنما و مرجع برای متخصصینی (مدیران، مهندسان و دانشمندان) است که با بهبود و توسعه محصول و فرآیند سر و کار دارند. بیشتر مهندسان با چگونگی انجام آزمایشهای مربوط به عملکرد محصولات و فرآیندها آشنا هستند، اما این دانش آنها بسیار محدود است. وقتی مهندسان با موضوع تعیین بهترین روش برای آزمایش مواجه می شوند، بلافاصله مسائل هزینه بالا و زمان طولانی برای آنها تداعی می‌‌گردد.

جای تأسف است که چنین اشخاصی در میدانهای مختلف صنعتی از صرفه‌جویی قابل ملاحظه در زمان و هزینه ای  که از طراحی موثر و کارآمد آزمایشها حاصل می گردد اطلاع ندارند. در حقیقت در طراحی آزمایشها نه تنها در زمان و هزینه صرفه‌جویی چشمگیری صورت می گیرد، بلکه محصولات وفرآیندهای کاملاً بهبود یا توسعه‌یافته‌ا‌ی نیز حاصل می گردد. با بکارگیری و درک مفهوم طراحی آزمایشها، مدیران و مهندسان در می‌یابند که چگونه می توان محصولات فاقد قدرت رقابتی را مجدداً با کیفیتی بالاتر به صحنه رقابت بین المللی برگرداند. مدیران ومهندسان امروز لازم است که قبل از تصمیم گیری در مورد میزان بهبود و توسعه محصول و فرآیندخود، اطلاعات کافی از روشهای طراحی آزمایش داشته باشند. به همین خاطر است که شرکتهای بین المللی نظیر تویوتا سالانه تعداد زیادی از مهندسان خود را تحت دوره های آموزشی DOE قرار می‌دهند و شرکتی مثل فورد در آمریکا، حتی تأمین کنندگان قطعات خود را ملزم به استفاده از این تکنیک می نماید. قابلیت و توانایی های DOE تا حدی زیاد است که کمپانی ITT در آمریکا توانست به کمک آن تنها در یکسال معادل 35 میلیون دلار صرفه جویی نماید و یک کمپانی دیگر ضایعات 40 درصدی خود را کاملاً از بین برد و به سود دهی بسیار زیادی دست یافت.

اینچنین دستاوردها و اثراتی است که باعث شده است متخصصین امر DOE را بعنوان فاکتور کلیدی رقابت صنعتی آینده کشور پیشرفته‌ا‌ی نظیر آمریکا قلمداد نمایند و رقابت در صحنه بین المللی را بدون سلاح DOE غیر ممکن تشخیص دهند.

لازم به ذکراست که DOE علاوه بر اینکه می تواند مستقل عمل نماید، حتی در اثر بخشی سایر تکنیکها و ابزارهای کیفیت نظیر FMEA، QFD، آنالیز تلرانس، SPC و … نقش به سزایی دارد، بطوریکه زیربنای برنامه‌های TQM و ابزاری قدرتمند در استقرار موثر استانداردهای QS 9000 معرفی شده است.

تلاطم در برجهای جذب

بعضا مشاهده می شود که در  بعضی از برجهای جذب در پایین آنها یک نوع تلاطم روی می دهد وتشکیل حباب در gauge glass به وضوح قابل  مشاهده است.معمولا level برج که توسط LT-106کنترل می شود ثابت است ولی آلارم low level عمل می کند، میزان opening LCV-106 افزایش یافته ،با الطبع فشارFLASH DRUM افزایش میابد،میزان  opening PCV-108افزایش  میابد که این وضعیت به foam در  bottomتعبییر میگردد,راههای معمول مقابله با این پدیده افزایش میزان ماده ضد کف به برج ، تخلیه  level برج و کاهش خوراک واحدمی باشد.

            این پدیده  را به این شکل می توان تشریح کردکه یک نوع ترکیب از محلول  آمین جدا شده و به سطح محلول حرکت می کند طبق تجارب به دست آمده و مشاهدات این پدیده اکثرا در برجهایی که محلول آمین  آنها از نوع  MDEAهست اتفاق می افتد این ترکیب، مواد هیدروکربوری محلول در آمین می باشد.

برج های سینی دار و اشکالات آنها

برج های سینی دار استوانه های عمودی هستند که در داخل آنها صفحاتی بنام سینی با فواصل معین قرار گرفته اند وجریان های مایع و گاز بصورت غیر همسو(متقاطع) روی این سینی ها با یکدیگر در تماس قرار می گیرند. جریان کلی در برج یک تماس چند مرحله ای متقابل است. جریان مایع به شکل افقی روی سینی حرکت کرده و توسط ناودانی هایی به سمت پایین (سینی بعد) می ریزد. جریان گاز نیز از پایین و توسط منافذ روی سینی، به سمت بالا حرکت می کند و به شکل حباب در مایع پخش می شود. پس از تماس گاز و مایع روی سینی، گاز جدا شده و به سمت بالا حرکت می کند. تعداد مراحل  سینی های تئوری یک برج بستگی به سختی جدا سازی، مورد نظر دارد. قطر برج بستگی به مقدار گاز و مایعی که درون برج در واحد زمان جاری هستند، دارد. بعد از مشخص کردن تعداد سینی های ایده ال مورد نیاز، مهمترین مساله در طراحی برج انتخاب ابعاد و مشخصات قسمت های مختلف آن به ترتیبی است که با توجه به عوامل مختلف با اثرات گوناگون بهترین نتیجه کلی را بدهد. برای آنکه بازده سینی افزایش یابد، زمان تماس فازها و نیز سطح تماس بین آنها با سینی باید زیاد باشد، تا عمل نفوذ بین دو فاز به خوبی انجام گیرد. اگر بخواهیم زمان تماس طولانی داشته باشیم، عمق مایع روی هر سینی باید زیاد باشد، تا حباب های گاز برای خروج از درون مایع مدت زمان بیشتری را صرف کنند.اگر حباب های گاز از درون منافذ سینی به آهستگی بگذرند، حباب ها درشت تر شده و سطح تماس به ازاء واحد حجم گاز کوچک خواهد گردید. در این حالت مایع تقریباً ساکن بوده و قسمت اعظم آن ممکن است بدون تماس با گاز سینی را ترک کند. از طرف دیگر، اگر سرعت گاز نسبتاً زیاد باشد گاز بخوبی خواهد توانست در مایع پخش شده و لایه کف را روی صفحه تولید نماید. در این حالت سطح تماس زیاد خواهد بود و انتقال جرم بهتری انجام می گیرد. بنابراین برای بدست آوردن بازده بالا باید عمق مایع روی سینی زیاد باشد و سرعت گاز نیز نسبتاً زیاد باشد.در عمل شرایط ذکر شده منجر به بروز اشکالاتی در برج می گردد که به تفکیک توضیح داده می شوند:

۱- پدیده ماندگی (Entrainment)  

هرگاه سرعت گاز زیاد باشد مقداری از قطرات مایع روی سینی ها را، با خود حمل می کندو به سمت سینی بالایی حرکت می کند. با این کار مایع سینی زیرین با مایع سینی بالامخلوط شده و نیروی محرکه انتقال جرم در سینی بالایی کاهش می یابد. در نتیجه راندمان کم می شود.بنابراین افزایش سرعت گاز تا حدی که سبب افت بازده در اثر پدیده ماندگی نگردد، قابل قبول خواهد بود.

۲-طغیان(Flooding) :

 عامل این پدیده افت فشار زیاد برج است. با زیاد شدن اختلاف فشار بین دو سینی، گاز از ورود مایع سینی بالاتر به سینی پایین تر ممانعت کرده و با گذشت زمان فضای بین سینی های بالای برج پر از مایع می شود. افزایش بیشتر در شدت جریان های گاز یا مایع وضعیت سیستم را به سرعت عوض کرده و مایع تمام فاصله بین صفحات را پر خواهد کرد. در این صورت پدیده طغیان بوجود می آید. جریان گاز از حالت عادی خارج شده و مایع نیز ممکن است از لوله خروجی بالای برج خارج گردد.

۳-انسداد(Priming) :

در مواردی که اختلاط گاز و مایع کف فراوان تولید می کند، سرعت زیاد گاز سبب ایجاد کف پایدار در فضای بین سینی ها شده و مقدار زیادی از مایع توسط گاز از یک سینی به سینی دیگر حمل می شود. این حالت یک نمونه بسیار حاد از پدیده ماندگی است. مایعی که بدین ترتیب حمل می شود بین سینی ها گردش کرده و موجب افزایش شدت جریان بین سینی ها می شود، لذا افت فشار گاز افزایش یافته و سرانجام منجر به وضعیت طغیان خواهد گردید.

۴-پدیده مخروطی شدن(Coning) :   

هرگاه شدت مایع بسیار کم باشد، گاز بالارونده از درون منافذ سینی ها، مایع را با خود به سمت بالا می برد. این پدیده را Coning گویند که در این حالت تماس گاز و مایع بسیار ضعیف خواهد گردید.

۵-پدیده چکه کردن(Weeping):

در صورتی که شدت گاز خیلی کم باشد، قسمت اعظم مایع ممکن است از منافذ سینی به پایین چکه کند و لذا جریان کاملی از مایع در سراسر سینی وجود نخواهد داشت. پدیده چکه کردن، اصولاً در سینی های دریچه ای بوجود نمی آید، حتی اگر دبی گاز خیلی کم شود، دریچه ها بسته شده و مانع از ریزش مایع به پایین می گردد. ولی در سینی های مشبک اگر قطر سوراخ ها بزرگتر از حد لازم انتخاب گردد پدیده Weeping بیشتر صورت خواهد گرفت.

 ۶-پدیده شر شر کردن(Dumping) :

هرگاه شدت گاز فوق العاده کم باشد، کل مایع روی سینی از منافذ به پایین می ریزد و مایعی به محل ریزش نمی رسد(ناودان ها) ،که به این پدیده Dumping گفته می شود.

HAZOP

کلمه  HAZOPبرگرفته از سه حرف اولیه کلمه Hazard به مفهوم خطر و دو حرف اولیه Operability به معنی قابلیت عملیات می باشد. این تکنیک را می توان از دیدگاههای مختلف بشرح زیر تعریف کرد:

-         روش شناسایی و ارزیابی مشکلاتی است که می توانند ریسکی را به افراد، محیط زیست و یا تجهیزات تحمیل کرده و یا از اثربخشی عملیات جلوگیری کند.

-         روشی سیستماتیک و کیفی است که بر اساس استفاده از کلمات کلیدی قرار دارد.

-         یک روش خلاقانه برای حل مشکلات با ریشه ایمنی و عملیاتی است که بر پایه فعالیتهای یک تیم چند تخصصی قرار دارد

تکنیک شناسایی، ارزیابی و کنترل خطرات برپایه نگرش سیستمی است که بر اصل زیر استوار می باشد: سیستم زمانی ایمن است که کلیه پارامترهای عملیاتی آن نظیر فشار، درجه حرارت، میزان جریان و غیره در حالت طبیعی قرار داشته باشد.

یک بررسی نظامند بوسیله یک تیم تحت مدیریت رهبر آموزش دیده از اهداف طراحی یک سیستم یا یک بخش جدید یا موجود برای شناسایی خطرات، عملیات بد یا کارکرد بد بخشهای مختلف درون یک سیستم و پیامدهای آن بر روی سیستم و محیط آن

این تکنیک برای اولین بار در سالهای 1970 بر اساس تکنیکی که آزمایش بحرانی خوانده می شود توسط صنایع شیمیایی سلطنتی بریتانیای کبیر معرفی و سپس توسط T.A.Kletz  بصورت قانونمند درآمد. اساساً تکنیک Hazop که ماهیتی آینده نگر و مبتنی بر پیشگیری دارد بعنوان واکنشی به استفاده از متد چک لیست که مبتنی بر فلسفه گذشته نگر بود مطرح گردید. هر چند که تکنیک مورد نظر اولین بار بمنظور شناسایی و ارزیابی خطرات فرآیندی معرفی و بکار گرفته شد ولی امروزه با معرفی و اثبات توانمندیهای آن کاربرد تکنیک به سایر سیستم ها و صنایع نیز گسترش یافته است.

دریافت فایل آموزشی 

HAZOP-1

HAZOP-2