دانشگاه رازی

واحد نمک‌زدایی نفت خام به‌عنوان یکی از مهم‌ترین بخش‌های پیش‌پالایش، نقش کلیدی در حذف آب، نمک و ذرات معلق از نفت خام ایفا می‌کند [?]. وجود مقادیر بالای نمک در نفت خام موجب خوردگی تجهیزات، تشکیل رسوب در مبدل‌های حرارتی، کاهش راندمان فرآیندهای پالایشی و افزایش هزینه‌های عملیاتی می‌شود [?]. در این پژوهش، عملکرد واحد نمک‌زدایی دومرحله‌ای الکترواستاتیک میدان نفتی آذر مهران (با ظرفیت طراحی ???.? متر مکعب بر ساعت و محتوای نمک ورودی ????? پوند بر هزار بشکه (PTB) و   amp;W ورودی ?? درصد حجمی) با استفاده از نرم‌افزار Aspen HYSYS و مدل ترمودینامیکی Peng-Robinson مدل‌سازی و بهینه‌سازی شد. مدل توسعه‌یافته با داده‌های واقعی بهره‌برداری در ?? روز مختلف اعتبارسنجی شد و میانگین خطای نسبی کمتر از ? درصد برای PTB و کمتر از ? درصد برای   amp;W (ضریب همبستگی R² به‌ترتیب ?.??? و ?.???) به‌دست آمد که دقت بالای مدل را تایید می‌کند.نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که دما مهم‌ترین پارامتر تاثیرگذار بر عملکرد واحد است؛ به‌طوری‌که افزایش ?? درجه‌ای دما (از ?? به ?? درجه سانتی‌گراد) موجب کاهش حدود ?? درصدی PTB خروجی شد، هرچند مصرف انرژی نیز حدود ?? درصد افزایش یافت؛ محدوده بهینه دما ?? تا ?? درجه سانتی‌گراد تعیین شد. همچنین نسبت آب شستشوی بهینه در محدوده ? تا ? درصد حجمی شناسایی شد که در آن PTB خروجی از حدود ??.? (در نسبت ? درصد) به ?.? تا ?.? کاهش می‌یابد، بدون افزایش بیش‌ازحد مصرف آب. در حالت طراحی، PTB خروجی از ????? به ?.? (کاهش ??.?? درصدی) و   amp;W از ?? درصد به ?.?? درصد کاهش یافت (راندمان مرحله اول ??.? درصد و مرحله دوم ??.? درصد).در ادامه، فرآیند با استفاده از الگوریتم ژنتیک (اندازه جمعیت ???، تعداد نسل ???) بهینه‌سازی شد [?]. نتایج نشان داد با افزایش دما به ??.? درجه سانتی‌گراد (+??.??)، نسبت آب شستشو به ?.? درصد (+???) و دوز دمولسیفایر به ?? ppm (+???)، مقدار PTB خروجی ??.? درصد بهبود یافت (از ?.? به ?.?) و   amp;W نیز ??.? درصد کاهش یافت (از ?.?? به ?.?? درصد)، در حالی‌که هزینه عملیاتی تنها ??.? درصد افزایش یافت (از ??.? به ??.? دلار بر ساعت). تحلیل اقتصادی مقایسه چهار سناریو (طراحی، عادی، بهینه، تک‌مرحله‌ای) نشان داد حالت عادی با هزینه سالانه ?.?? میلیون دلار مقرون‌به‌صرفه‌ترین گزینه است، در حالی‌که حالت بهینه ?? درصد و حالت اضطراری تک‌مرحله‌ای ?? درصد هزینه بیشتری نسبت به حالت عادی دارند.نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که استفاده از مدل‌سازی و بهینه‌سازی عددی می‌تواند نقش موثری در افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌های عملیاتی، بهبود کیفیت نفت خام خروجی و کاهش آثار زیست‌محیطی واحدهای نمک‌زدایی ایفا کند.