شبیه سازی فرایندها

درباره آزمایشگاه

معرفی آزمایشگاه

این مرکز یکی از مراکز فعال دانشکده مهندسی شیمی در زمینه طراحی و شبیه سازی فرآیند می باشد که در سال 1381 با استفاده از امکانات پروژه های صنعتی و پروژه های مصوب پژوهشی دانشگاه تاسیس گردید. در این مرکز کیفیت و بهره وری محصولات و فرآیند های نفت و گاز از طریق شبیه سازی و بهینه سازی مورد مطالعه قرار می گیرد تا به این طریق گلوگاه های مختلف فرآیندی شناسایی و راه کارهای لازم ارائه گردند. تولید نرم افزارهای تخصصی از جمله نرم افزار محاسبات مهندسی سیال سازی و نرم افزارهای شبیه سازی بر حسب سفارش کارفرما از جمله مواردی است که در دستور فعالیت های این مرکز قرار دارد.  برگزاری کارگاه های تخصصی شبیه سازی برای مهندسین شاغل در صنعت نفت به منظور فرهنگ سازی، گسترش استفاده از برنامه ها و شبیه سازها در بهینه سازی و ارتقای بهره وری در صنعت نیز از جمله فعالیت های مهم این مرکز است. این مهم می تواند ضمن تقویت فعالیت این مرکز با صنعت، توانمندی های جدیدی در صنعت نفت در سطح ملی برای انجام پروژه های بزرگ ایجاد نماید.

فرآیندهای چند فازی دارای کاربردهای وسیع و متنوعی در صنایع نفت، گاز هستند. از جمله این کاربردها می توان به فرایندهای متعدد پالایشگاهی و تبدیلات گازی اشاره نمود.  لذا تحقیقات کاربردی و بنیادی بر روی چنین دستگاههایی منجر به نتایج با ارزشی در زمینه افزایش بهره وری فرآیند مربوطه و نیز بهینه کردن عملکرد و کاربری از دستگاه مورد نظر خواهد گردید. بدیهی است که اعمال تغییرات آزمایشی در صورتی که نتیجه آن از قبل معلوم نباشد در واحدی که در مقیاس صنعتی به کار مشغول است اصولا" پذیرفته نیست. بنابراین وجود فرآیندهای مشابهی در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی کمک شایانی به پیدا کردن شرایط بهینه عملکرد فرآیندهای موجود صنعتی، به ویژه در صورت نیاز به اعمال تغییرات در شرایط عملیاتی واحد خواهد نمود.

از سوی دیگر پیشرفتهای تکنولوژیکی در صنایع شیمیایـی به تدریج منجـر به ایجـاد تغییـراتی در فرآینـدهای موجـود می گردد که از جمله می توان به جایگزینی رآکتورهای بستر ثابت با بستر سیال شده اشاره نمود. امروزه معلوم شده که رآکتورهای بستر سیال شده دارای مزایای متعددی نسبت به رآکتورهای بستر ثابت مشابه خود هستند که به ویژه می توان از کمتر بودن افت فشار و بالاتر بودن شدت انتقال جرم و انتقال گرما در رآکتورهای بستر سیال شده و همدما بودن کل بستر نام برد. در ضمن در مقیاسهای بالای صنعتی، رآکتورهای بستـر سیـال شده اقتصـادی تر و کوچکتـر از رآکتـورهای بستـر ثابت مشـابه خود می باشند. این مزیت هزینه های سرمایه گذاری و عملیاتی را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد. بنابراین انجام پژوهشهای لازم در این زمینه نیز می تواند به توسعه کیفی فرآیند موجود، ایجاد دانش فنی و توسعه و بومی سازی تکنولوژی کمک شایانی نماید.

با توجه به توضیحات داده شده در بالا، وجود گروه فرآیندهای چند فازی قطب نفت و گاز کمک شایانی به واحدهای مختلف صنعتی در کشور در حوزه های  نفت و گاز خواهد نمود. بسیاری از فرآیندهای موجود در کشور در گذشته به صورت "جعبه سیاه" خریده شده و کمتر به خرید یا ایجاد واحدهای پیشتاز برای مطالعه تغییرات مورد نیاز در واحدهای اصلی توجه شده است. امروزه صدها فرآیند چند فازی در کشور مانند فرآیندهای FCC[1]،  RFCC[2]و GTL[3] وجود دارد که لازم است با تولید دانش فنی فرآیندهای موجود کوچک نمایی آنها صورت گرفته و واحدهای پیشتاز ایجاد گردند. به این طریق می توان با این فرآیندها ضمن کاهش ضایعات قابل توجه که امروزه گریبانگیر صنعت کشور همت گماشت. البته لازمه حضور در بازارهای جهانی ایجاب می کند که قدمهای اساسی در راه تنوع محصولات و ارتقای کیفیت برداشته شود. شاه کلید این پیشرفت تقویت قطبهای علمی است که بتوانند مجموعه صنعت کشور را در ایجاد واحدهای پیشتاز یاری نماید. به عنوان مثال، در صورتی که واحدی بخواهد کاتالیزور جدیدی را مصرف کند و یا در صورت تغییر خوراک شرایط عملیاتی جدیدی را اعمال نماید، قادر خواهد بود که این تغییرات را در رآکتورهای چند فازی بیازماید و بر اساس نتایج حاصل تصمیم به اجرا یا عدم اجرای این تغییرات در مقیاس صنعتی بگیرد. از این رو وجود این گروه نمی تواند جوابگوی نیازهای صنعتی در زمینه های پژوهشی، نوآوری و بهینه سازی فرآیند باشد.

فعالیتهای پژوهشی در مرکز تحقیقاتی طراحی و شبیه سازی فرآیند ها و نیز آزمایشگاه تحقیقاتی سیستم های چند فازی و با تیم پژوهشی آقایان دکتر ستوده و دکتر مستوفی و تعداد قابل توجهی دانشجویان کارشناسی ارشد و دکتری صورت می گیرد.

 

توانمندی های تخصصی:

  • بررسی، انتخاب و تطبیق شبیه سازهای فرآیندهای نفت و گاز
  • تهیه نرم افزارهای تخصصی برای کاربردهای صنعتی نفت و گاز
  • آموزش شبیه سازی فرآیند
  • انجام پروژه های شبیه سازی فرآیندهای نفت و گاز
  • مشاوره در تولید نرم افزارهای تخصصی
  • تعریف و انجام پروژه های مختلف دانشجویی در مقاطع تحصیلات تکمیلی
  • شبیه سازی و بهینه سازی رآکتورهای صنعتی

 

[1] - Fluid Catalytic Cracking (FCC)

[2] - Residue Fluid Catalytic Cracking (RFCC)

[3] - Gas to Liquids (GTL)