ریفرمر

شرکت مهندس و طراحی همپا انرژی(هدکو) که با هدف انجام مهندسی و طراحی واحد های نفت، گاز و پتروشیمی تاسیس گردید از همان ابتدا تلاش خود را در جهت نوآوری و توسعه تکنولوژی متمرکز نمود. بدین منظور با تشکیل بخش توسعه و تحقیق مطالعه مواردی را در دستور کار قرارداد که همگی توسط شرکتهای خارجی طراحی و تامین می شدند.

با توفیقات الهی و با تلاش چند ساله، متخصصین شرکت موفق شدند چند مورد مهم را که تاکنون بطور کامل وابسته به خارج بودند  بومی سازی نمایند که این افتخاری برای مهندسی در ایران محسوب میشود. در راس این موارد، دانش فنی تولید آمونیاک میباشد که رشته مهمی از وابستگی به خارج را قطع نمود.  

از دیگر موارد، طراحی مخازن ذخیره سرد و ریفرمر تولید گاز سنتز در واحد های متانول و آمونیاک است  که موضوع اصلی این معرفی نامه میباشد.

با کسب اطمینان از توان طراحی تجهیزات فوق الذکر و گذراندن مراحل تصدیق طراحی ، شرکت برای سازماندهی اجرائی مناسب اقدام به تشکیل بخش تکنولوژی نمود که بتواند کار طراحی و مهندسی خرید موارد فوق را به بهترین نحو انجام دهد.

انتظار میرود با شرایط موجود و با تکیه بر دانش، تخصص و خودباوری مهندسین با دانش و متعهد ایرانی این شرک بتواند خدمات شایانی را به پروژه های ملی عرضه نماید.

 

نیاز به هیدروژن به عنوان یکی از مهمترین عناصر مصرفی در صنایع پتروشیمی وپالایشی روز به روز در حال افزایش است. مهمترین روش تولید هیدروژن در این صنایع استحصال آن از هیدروکربن ها می باشد. این فرآیند در دمای بالا در حدود 800 درجه و در حضور کاتالیزور اتفاق می افتد. دمای بالای مورد نیاز و شرایط خاص فرآیندی و در نهایت لزوم بازیابی حرارت اتلافی در راکتور، طراحی این تجهیز را بسیار پیچیده می کند و لذا شرکتهایی که در دنیا قادر به طراحی این تجهیز می باشند بسیار محدود هستند. این تجهیز در واحدهای آمونیاک، متانول، پالایشگاه ها و برخی دیگر از واحد های پتروشیمی کاربرد دارد.

شرکت هدکو با اتکاء به تجربیات کارشناسان خود در واحد های عملیاتی مختلف، با صرف چندین سال زمان و بررسی طراحی های گوناگون و تهیه نرم افزار های مورد نیاز، برای اولین بار در ایران هم اکنون قادر به طراحی کامل این تجهیز در داخل کشور شده است. همچنین شرکت هدکو قادر به انجام کلیه فعالیتهای های مورد نیاز دیگر شامل تدارکات و نظارت های نصب نیز می باشد. 

این شرکت تاکنون موفق به امضای قرداد تامین دو Steam Reformer واحد آمونیاک در پتروشیمی های پردیس و زنجان شده است .  

IMG_0174

طراحی فرآیندی و حرارتی:

یکی از کلیدی ترین بخش های دانش  طراحیSteam Reformer  طراحی فرآیندی است. در این بخش با توجه به الزامات لایسنسور واحد و همچنین شرایط خوراک در دسترس و با در نظر گرفتن محدودیتهای متالورژی و مکانیکی، پارامتر های اساسی ریفرمر که شامل حجم کاتالیست مورد نیاز، تعداد، قطر و طول لوله ها، چینش لوله ها، حرارت مورد نیاز، تعداد و چینش مشعلها، هندسه شعله و نوع و ضخامت عایق و .... است، مشخص می گردد. به علاوه در قسمت بازیابی حرارتی نیز به دلیل شرایط کارکرد، ابعاد کویلها و اثرات متقابل کویلها بر یکدیگر، طراحی حرارتی بسیار پیچیده می باشد.

 

نرم افزار های مورد استفاده:

  • نرم افزار های خاص طراحی شده در داخل شرکت هدکو
  • نرم افزار مختص طراحی فرآیندی ریفرمر REFORM 3PC
  • سایر نرم افزار های فرایندی معمول در صنایع پتروشیمی و پالایشی
  • نرم افزار مختص طراحی قسمت بازیافت حرارتی FRNC 5
  • سایر نرم افزار های طراحی مانند HTRI، ASPEN

طراحی سازه :

  • سازه کوره ریفرمر به دلیل الزامات فرآیندی و ابعاد بزرگ آن جزء سازه های پیچیده محسوب می شود. طراحی این سازه نیازمند تجربه و ارتباط تناتنگ با سایر بخشهای مهندسی از جمله لوله و مکانیک و ... می باشد.
  • هرچند سازه فلزی این کوره تا کنون در داخل کشور توسط پیمانکاران ایرانی ساخته و اجرا شده است، لیکن دانش فنی طراحی سازه ای آن همواره در اختیار مشاوران خارجی بوده است. در این راستا، شرکت هدکو برای اولین بار در کشور موفق به طراحی این سازه عظیم شده است.
  • به منظور بومی سازی این دانش و با توجه به پیچیدگی و تعدد سیستمهای فرایندی و مکانیکی موجود در این سازه، برای اولین بار مدل یکپارچه ای (Integrated Model) از کل اجزاء و سیستمهای این کوره در نرم افزار PDMS تهیه شد و پس از آن، اجزاء سازه ای و باربر کوره به نرم افزارهای تخصصی طراحی سازه انتقال داده شد. لازم به ذکر است که فرآیند انتقال اطاعات مربوط به کوره از یک نرم افزار به نرم افزار دیگر، علاوه بر کاهش خطاهای احتمالی در مدلسازی، موجب صرفه جویی در نفر- ساعت مورد نیاز طراحی و بالا رفتن کیفیت طراحی می شود.

آنالیز تنش :

  • به دلیل دمای بالای کارکرد ریفرمر، آنالیز تنش در لوله های این کوره بسیار حائز اهمیت می باشد. از سوی دیگر محدودیت هایی که ناشی از الزامات فرآیندی است، باعث پیچیدگی دوچندان این آنالیز می شود. آنایز تنش علاوه بر خطوط لوله معمول در سه قسمت کویلها ، لوله های کاتالیستی و خط انتقال گاز فرآوری شده موسوم به Transfer line دارای اهمیت کلیدی است. آنالیز تنش در هر یک از این قسمت ها دارای پیچیدگی های خاص خود می باشد. آنالیز تنش Transfer lineبه دلیل دمای بسیار بالای سیال درون آن که در حدود 850 درجه می باشد، و همچنین Lining داخلی مورد نیاز آن دارای شرایطی ویژه است.
  • شرکت هدکو برای اولین بار در کشور موفق به انجام این آنالیز های پیچیده جهت پروژه های در دست اجرا شده است.

 

طراحی سه بعدی :

با پیشرفت نرم افزار های مدلسازی در صنایع پتروشیمی و پالایشی استفاده از آنها روز به روز در حال افزایش است. از سوی دیگر گسترش امکانات ارتباطی بین این نرم افزار ها و سایر نرم افزار های مرتبط، امکان یکپارچه سازی مدل بین بخشهای مختلف مهندسی از جمله لوله ، سازه ، مکانیک ، برق و ابزار دقیق را فراهم کرده است.

در مدلسازی این تجهیز تمامی جزئیات سازه، لوله ، مکانیکی و ابزار دقیق با دقت بسیار بالا مدل شده است. این مدلسازی باعث کاهش احتمال خطا و اشکالات بین بخشی خواهد شد. اینگونه مدلسازی برای یک تجهیز و با این دقت برای اولین با ر در کشور صورت گرفته است.

آنالیز CFD  :

با پیشرفت سخت افزار ها و نرم افزار ها دانش CFD (Computational Fluid Dynamics) ، در صنایع مختلف از جمله طراحی کوره ها به سرعت پیشرفت کرده است. در طراحی کوره ریفرمر به دلیل دمای بالای واکنش، توزیع یکنواخت حرارت مشعلها بر روی لوله ها ، جریان یکنواخت گازهای احتراق و خروج آنها از محفظه احتراق بر عملکرد کوره و عمر لوله ها به شدت تاثیرگذار است. آنالیز CFD این کوره به دلیل حجم بالای محاسبات علاوه بر دانش فنی به بستر سخت افزاری مناسبی نیاز دارد. شرکت هدکو با همکاری مراکز دانشگاهی که امکانات سخت افزاری لازم را درا ختیار دارند، قادر به آنالیز CFD کوره ریفرمر می باشد.

 

بومی سازی مواد و تجهیزات:

شرکت هدکو به منظور توسعه استفاده از امکانات ساخت داخل در کوره ها و ریفرمرها تلاشها و مطالعات گسترده ای انجام داده است. مهمترین هدف  ارتقاء کیفی محصولات داخلی در جهت استفاده از آنها در تجهیزات پراهمیتی مانند ریفرمر میباشد.

نمونه ای از تلاشهای انجام شده:

تحقیقات آزمایشگاهی برای استفاده از لوله های کاتالیست تولید داخل ( Centrifugally Cast Tubes):

تحقیقات آزمایشگاهی صورت گرفته شامل این موارد می باشد:

  1. بررسی ترکیب شیمیایی
  2. بررسی ساختار انجمادی نمونه ها (ماکروساختار نمونه ها)
  3. بررسی میکروساختار نمونه های تولیدی در حالت ریختگی و پس از انجام عملیات پیر سازی (aging)
  4. بررسی کمی درصد احتمالی فاز فریت