การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานในกระบวนการกำจัดแอสฟัลต์ด้วยตัวทำละลาย

Abstract

กระบวนการกำจัดแอสฟัลต์ด้วยตัวทำละลายเป็นขั้นตอนหนึ่งในกระบวนการผลิตน้ำมันหล่อลื่น (Lube base oil) กระบวนการนี้จะใช้หลักการสกัดโดยมีโพรเพน (Propane) เป็นตัวทำละลายซึ่งอยู่ในสภาวะของไหลเหนือวิกฤต ผลิตภัณฑ์ที่ได้แบ่งเป็น 2 ส่วนคือ แอสฟัลต์ทีน (Asphaltene) และน้ำมันดีแอสฟัลต์ (Deasphalt oil) ซึ่งผลิตภัณฑ์ทั้ง 2 ส่วนจะมีตัวทำละลายผสมอยู่ เพื่อให้ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความบริสุทธิ์จึงต้องแยกตัวทำละลายออกจากผลิตภัณฑ์โดยการให้ความร้อน ซึ่งในกระบวนการให้ความร้อนนี้อาศัยความร้อนที่ได้จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเตาเผา (Furnace) งานวิจัยนี้จะมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานความร้อนในกระบวนการโดยแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือส่วนที่ 1 เป็นการปรับปรุงประสิทธิภาพการดำเนินการของเตาเผา โดยการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ โดยการใช้แบบจำลองข่ายงานประสาทเทียม (Artificial neural network) มีตัวแปรที่ศึกษาคือ ปริมาณออกซิเจนส่วนเกิน อุณหภูมิของแก๊สเสีย และค่าความร้อนของเชื้อเพลิง ในส่วนที่ 2 คือการหาสภาวะการดำเนินการที่เหมาะสมของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูปในการสร้างแบบจำลองเพื่อหาเงื่อนไขสภาวะการดำเนินการ ที่จะสามารถแยกตัวทำละลายกลับมาให้มากที่สุดโดยที่มีการถ่ายเทความร้อนต่ำที่สุด (Minimize heat duty) แบบจำลองข่ายงานประสาทเทียมที่ได้จากการฝึกข่ายงานเพื่อคาดเดาประสิทธิภาพของเตาเผา ในกระบวนการพบว่ามีค่าสมรรถนะความถูกต้อง 99.7% ในส่วนของแบบจำลองเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยโปรแกรมสำเร็จรูป ทำให้สามารถลดการใช้พลังงานในส่วนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อแยกตัวทำละลายจากผลิตภัณฑ์ได้ 5.66 MM kcal/hr.