عواملی همچون بازار تقاضا، قوانین زیست محیطی، سوخت های پاک (سوخت های با گوگرد پایین) و همچنین تبدیل نفت سنگین به محصولات سبک تر نیاز به هیدروژن را در پالایشگاه ها افزایش داده است. البته این افزایش باید با محدودیت برای نشر co2 به محیط زیست همراه باشد. با توجه به موارد ذکر شده پالایشگاه ها مجبور به پیدا کردن راه حلی برای بهینه کردن مصرف هیدروژن و کاهش نشر co2 گردیده اند. در این پایان نامه از یک روش ریاضی بر روی پالایشگاه بندر عباس به منظور مدیریت هم زمان co2 و هیدروژن استفاده شده است. تابع هدف این برنامه بر حسب کل هزینه سالیانه بوده تا مقدار بهینه بین هزینه های عملیاتی و هزینه های ثابت بدست آید. در این مطالعه دو مبحث مدیریت هیدروژن و مدیریت co2 با استفاده از برنامه ریزی غیرخطی (nlp) و برنامه ریزی غیر خطی آمیخته چند متغیره (minlp) مورد بررسی قرار گرفت است. نتایج بدست آمده برای هیدروژن و co2 نشان می دهد که شبکه بهینه شده 40% هیدروژن کمتری مصرف می کند و نشر co2 را به میزان 29% کاهش می دهد.

آب از فراوان ترین مواد پیرامون ما است. استفاده فراوان از آب در صنایع شیمیایی، آلوده شدن آن و نبود جایگزین برای آن، موجب توجه بیشتر به کاهش مصرف آب و تولید پساب در صنایع فرآیندی گردیده است. رویکرد های معمول بهینه سازی مصرف آب، روش های مبتنی بر تکنولوژی پینچ و روش های برنامه ریزی ریاضی است. در این پژوهش هدف ما بهره گیری از روش برنامه ریزی ریاضی برای کمینه سازی مصرف آب و تولید پساب در پالایشگاه نفت بندر عباس می باشد. مشخص کردن آلاینده های کلیدی و غلظت حدی ورودی و خروجی و تمامی حالت های ممکن و موجه برای کمینه سازی فرآیند، عوامل کلیدی در کاهش مصرف آب و تولید پساب هستند. در نتیجه ابتدا اطلاعات مربوط به شبکه آب مصرفی و تولید پساب پالایشگاه مذکور جمع آوری و مدل برنامه ریزی ریاضی بر این ساختار طراحی شد. در مرحله بعد، با استفاده از نرم افزار gams، مصرف شبکه آب پالایشگاه، کمینه شد. در نهایت با استفاده از روش استفاده دوباره از پساب دیگر فرآیندها و روش طراحی سیستم تصفیه توزیع یافته در فصول تابستان و زمستان به ترتیب میزان آب تازه مصرفی 28% و 25% کاهش یافت. سپس با در نظر گرفتن تغییرات انجام شده، محاسبات اقتصادی را برای عملی کردن طرح انجام دادیم. در نتیجه مدت بازگشت سرمایه گذاری انجام شده در روش استفاده دوباره از پساب و سیستم تصفیه توزیع یافته به ترتیب 7 و 20 ماه ارزیابی شد.

انتشار مواد آلاینده حاصل از احتراق و افزایش co2در جو و پیامدهای آن جهان را با تغییرات روزافزونی روبه رو ساخته است. حذف و کاهش گاز co2از فرآیندهای صنعتی، امروزه یکی از مسائل روز و مورد بحث در جهان می باشد، از جهتی پالایشگاه های نفتی یکی از عمده ترین منابع انتشار گاز co2می باشند. بهمین منظور پالایشگاه ها مجبور به پیدا کردن راه حل هایی برای کاهش تولید نسبی co2و همچنین حذف co2هستند. در این پایان نامه با استفاده از برنامه ریزی غیر خطی آمیخته چند متغیره (minlp) بر روی شبکه هیدروژن پالایشگاه آبادان در راستای مدیریت co2بهره گرفته شده است. تابع هدف این برنامه بر حسب کاهش کل هزینه سالیانه بوده تا مقدار بهینه بین هزینه های عملیاتی و هزینه های ثابت برای بدست آوردن کمترین مقدار ممکن نشر co2و همچنین حذف آن باشد. در این تحقیق مدیریت هیدروژن و co2بطور همزمان مورد بررسی قرار گرفته است، که مدیریت co2با سه روش موازنه، تغییر سوخت و افزودن واحد حذف co2مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه حاصل از این مدلسازی در مورد روش موازنه تغییری در جریان های موجود در شبکه ایجاد نشده است و تنها تغییر میزان هزینه الکتریسته بخاطر حذف یک کمپرسور می باشد. در مورد روش تغییر سوخت با توجه به اینکه تنها از نفتای سبک برای واحد cru می توانیم استفاده کنیم دیگر امکان استفاده از off-gas های موجود و همچنین خوراک دیگری برای واحد cru وجود نخواهد داشت بنابرین از این روش برای بهینه سازی نمی توانیم استفاده کنیم. آخرین روش افزودن واحد حذف co2 می باشد که در حالت های مختلف بررسی شده است. حالت اول و دوم به این نتیجه رسیده که میزان نشر co2 به یک اندازه می باشد و برای افزودن واحد حذف co2 در سه حالت جذب 85% ، 90% و 95% هزینه هایی بالغ بر 4/53 و 5/54 و 8/55 میلیون دلار در سال را خواهیم داشت که این هزینه ها کاهش نشری برابر با 24/1 و 31/1 و 38/1 میلیون تن co2 را دارد. در حالت های سوم و چهارم علاوه بر افزایش 92 تا 95 درصدی خلوص جریان هیدروژن با افزودن واحد جدید psa میزان انتشار متفاوتی از co2 برابر با 05/3 میلیون تن برای حالت سوم و همچنین 452/2 میلیون تن برای حالت چهارم خواهیم داشت که با محاسبه هزینه های واحد جذب برای این دو حالت نیز با کاهش نشر co2 به میزانهای مختلفی دست می یابیم که بالاترین کاهش نشر با جذب 95% ، co2 برای حالت سوم برابر با 9/2 میلیون تن و برای حالت چهارم برابر با 33/2 میلیون تن خواهد

عواملی همچون ضرورت شیرین‎سازی گاز ترش و استاندارد‎های تعیین شده در این زمینه و قوانین زیست محیطی، نیاز به استفاده از واحد شیرین‎سازی را در پالایشگاه افزایش داده است. البته این افزایش استفاده باید با عملکرد بهینه فرآیند همراه باشد. با توجه به موارد ذکر شده پالایشگاه‎ها می‎بایست به یافتن راه حلی برای بهینه کردن عملکرد واحد شیرین‎سازی اقدام نمایند. در این پژوهش شبیه‎سازی پایا و دینامیک واحد شیرین‎سازی گاز پالایشگاه فجر جم توسط نرم‎افزار aspen انجام شده و نتایج به دست آمده با اطلاعات پالایشگاه مقایسه گردیده است. که نتایج مطابقت خوبی را با اطلاعات پالایشگاه نشان می‎دهد. در مبحث بهینه‎سازی فرآیند، تابع هدف میزان مصرف بهینه آمین ورودی به برج جذب واحد مذکور، می‎باشد. بهینه‎سازی توسط نرم‎افزار aspen dynamic و با استفاده از کنترل‎کننده‎های مناسب (کنترل‎کننده‎های دما، سطح، فشار و غلظت) انجام گرفت. نتایج حاصل از این بهینه‎سازی نشان می‎دهد که میزان آمین بهینه kmole/day 346261 می‎باشد،که معادل kmole/day 2265.8 کمتر از جریان مصرفی پالایشگاه نشان می‎دهد.

واکنش تبدیلی متان و بخار سالهاست که به عنوان اصلی ترین فرآیند در تولید گاز سنتز در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. این امر باعث شده است که امروزه توجه زیادی به عملکرد واحدهای تولید هیدروژن جلب شود. از طرفی با افزایش آلاینده ها و کاهش منابع سوختی، جستجو برای منابع سوخت جدید و پاک به یکی از بزرگترین نگرانی های بشر تبدیل شده است. بدین ترتیب مطالعه در زمینه افزایش تولید هیدروژن به عنوان یک انرژی پاک دلیلی منطقی جهت انجام مطالعات در این زمینه است. در این مطالعه واحد ریفورمینگ متان با بخار مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا یک مدل دوبعدی در شرایط پایا برای توصیف عملکرد ریفورمینگ ارائه و به روش دینامیک سیلات محاسباتی و با استفاده از نرم افزار فلوئنت مدل سازی شده است. اعتبار این مدل سازی از مقایسه ی نتایج با داده های تجربی دریافتی از واحد پالایشگاه ماهشهر مورد سنجش قرار گرفت. پس از اطمینان از صحت داده ها، اثر پارامترهای موثر بر عملکرد ریفورمر مطالعه و نتایج مورد بررسی قرار گرفت