Petrol distilasyonu simülasyonu: Proses parametrelerindeki değişimin ürün kompozisyonuna etkisinin incelenmesi

Günümüzde gelişen sanayi ve endüstri şartları ile enerji ihtiyacı gün geçtikçe artmaktadır. Bu sebeple endüstrinin her alanında açığa çıkan enerji gereksinimini karşılamak için ihtiyaç duyulan ürünlerin temelini oluşturan ham petrolün rafine edilmesi ve fraksiyonlarına ayrıştırılmasına dayalı işlemler günümüzde çok önemli bir konumdadır. Ham petrolün rafine edilerek farklı bileşenlere dönüştürülmesi ve endüstriyel sahalarda yararlanılabilir ürünlere ayrıştırılması için kullanılan en yaygın ve etkili teknik distilasyon işlemidir. Distilasyon prosesi, temel anlamda bir karışımı oluşturan bileşenlerin kaynama noktalarının yani uçuculuklarının farklı olmasından faydalanılarak ayrıştırılması işlemidir. Ham petrol rafineri ürünlerine örnek olarak, benzin, fuel oil ve motorin, jet yakıtı, asfalt, kerosen, madeni yağlar gösterilebilir. Ham petrol distilasyonu yapılan bir işletmede, en çok enerji tüketiminin olduğu ünitelerden biri ham petrolün fraksiyonlarına ayrıştırıldığı distilasyon kolonlarıdır. Bu sebeple rafinerilerde distilasyon kolonlarını optimum şartlar altında çalıştırmak, hem global enerji kaynaklarını korumak hem de işletme maliyetlerini minimum seviyede tutmak için oldukça önemli bir tasarım ve geliştirme konusudur. Ham petrolün fraksiyonlarına ayrıldığı distilasyon kolonlarındaki operasyon şartları ürün eldesine ve ürün kompozisyonuna etki eden birçok parametreyi içerir. Bu çalışmada, bir atmosferik petrol distilasyonu ünitesi simüle edilmiş ve petrol distilasyon proses parametrelerinin değişiminin ürün kompozisyonuna ve kolon içi operasyon şartlarına etkisi incelenmiştir. Simülasyon, ASPEN Plus v8.6 yazılımından yararlanılarak oluşturulmuştur. Değişim parametreleri olarak besleme yeri, besleme sıcaklığı ve besleme debisi üzerinde durulmuştur. Besleme debisinin artırılmasına rağmen, ürün debisinin azaldığı, dip miktarının arttığı gözlenmiştir. Bunun sebebi, sisteme ek ısı girdisi verilmeksizin artırılan besleme debisinin kolon randımanını düşürmesidir. Besleme hangi ürün çıkış noktasına yakın yapılırsa sıcaklıkla beraber o ürünün de çıkış debisini arttığı gözlenmiştir. Besleme debisi artırılmadan besleme sıcaklığının artırılması ürün debilerini değiştirmemekle birlikte ürün kompozisyonlarını değiştirmiştir. Besleme sıcaklığı artırıldıkça dipte daha ağır ürünlerin kaldığı ve genel olarak tüm ürünlerin daha ağır bileşenlerden oluştuğu anlaşılmıştır.