Thermodynamic and economic analysis of a synthetic fuel production plant via CO2 hydrogenation using waste heat from an oil refinery
Bir petrol rafinerisinden çıkan atık ısıyı kullanarak CO2 hidrojenasyonu yoluyla sentetik yakıt üretimi yapan bir tesisin termodinamik ve ekonomik analizi
- Tez No: 791080
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN KAYABAŞI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karabük Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu çalışma, yenilenebilir enerji kullanan bir petrol rafinerisinden çıkan atık gazdaki karbondioksiti hidrojene ederek metanol üreten bir tesisin termoekonomik analizini amaçlamaktadır. İlk olarak, baca gazındaki karbondioksit karbon yakalama tesisinde (CCP) yakalanmakta ve hidrojen tesisinde (HP) deniz suyundan fotovoltaik enerji yardımıyla elde edilen hidrojen, metanol tesisinde (MPP) birleştirilmektedir ve metanol yakıtı elde edilmektedir Engineering Equation Solver (EES) kullanılarak bu talebi karşılamak için gerekli enerji miktarı ve gerekli olacak güneş paneli alanı hesaplanmış ve sonrasında metanol santralinin çevresel etkisi incelenmiştir. Bu çalışmada Libya Az-Zawiya rafineri tesisi örnek olay yeri olarak seçilerek tesisin CO2 emisyonları, ısı entegrasyonu, enerji verimliliği ve termo-ekonomik performans süreçleri dikkate alınmıştır. Çalışmanın sonucunda, yenilenebilir enerji santralinin verimi %21 kabul edilerek, sentetik yakıt ve metanol tesisi verimleri sırasıyla %0,5872 ve %0,1626 elde edilmiştir. Elektrolizörün optimum yoğunluğu olan 2,2 kA/m2'de elektrolizörün verimliliği %0,782 bulunmuşltur. Bu çalışmaya göre proseste baca gazı artışı ile birlikte tüm çıkış parametrelerinin artması, baca gazının çıkışları etkileyen en önemli girdi parametresi olduğunu göstermektedir. Tesisin 30 yıllık işletimi için toplam maliyeti 11.350 milyar $ olarak bulunmuştur ve 43.360 milyon tonun üzerinde metanol üretim kapasitesi ile ton başına 412.9 $ ve kg başına 0.4129 $'a eşittir. Çevresel olarak, yakalanan emisyonların oranı günde yaklaşık 4890 ton ve azaltma oranı günde yaklaşık 4513 ton bulunmuştur. Elde edilen sonuçlara göre mevcut tesis, diğer temiz sentetik yakıt üretim tesisleri ile rekabet edebilecek durumdadır. Anahtar Sözcükler : Petrol rafinerisi, Emisyonlar, Karbondioksit, Termoekonomik analizler .Bilim Kodu : 91408
Özet (Çeviri)
This study aims a thermoeconomic analysis of a plant that produces methanol by hydrogenating carbon dioxide in the waste gas from an oil refinery using renewable energy was carried out. First, carbon dioxide in the flue gas is captured in the carbon capture plant (CCP), and the hydrogen obtained from the seawater in the hydrogen plant (HP) with the help of photovoltaic energy is combined in the methanol plant (MPP) to produce methanol fuel. Using the Engineering Equation Solver (EES), a calculation was made of the amount of energy required and the number of solar panels or wind turbines that would be required to meet this demand, and then the environmental impact of the methanol plant was investigated. The Libyan Az-Zawiya refinery facility has been selected as a case study location. Systems' processes for CO2 emissions, heat integration, energy efficiency, and thermo-economic performance were all taken into consideration. Renewable energy, synthetic fuel, and the methanol plant showed efficiencies of 0.21%, 0.5872%, and 0.1626%, respectively, and at the optimum density of the electrolyzer, 2.2 kA/m2, the efficiency of the electrolyzer was 0.782%. According to this study, all output parameters increase with the increase in the flue gas in the process, showing that flue gas is the most important input parameter affecting the outputs. The total cost of the plant for 30 years of operation was found to be $11.350 billion, with a production capacity of over 43.360 million tons of methanol, which equates to $412.9 per ton and $0.4129 per kg. Environmentally, the rate of captured emissions was about 4890 tons per day, and the mitigation rate was approximately 4513 tons per day. According to the results, the current plant is competitive with other clean synthetic fuel production plants. Key Word : Oil refinery, Emissions, Carbon dioxide, Thermoeconomic analysis. Science Code : 91408
Benzer Tezler
- Yer altı kömür gazlaştırma teknolojisi ile Eskişehir-Alpu linyit rezervinden sentez gazı üretimi: Tekno-ekonomik değerlendirmeler
Production of the synthesis gas from Eskisehir-Alpu lignite reserve with underground coal gasification: Techno-economic assessments
FATMA ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Yer altı kömür gazlaştırma prosesi: Denge modeli ve ekonomik analiz
Underground coal gasification process: Equilibrium model and economic analysis
TUBA BUDAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Etil levulinat üretim sürecinin iki reaktif distilasyon kolonu kullanarak enerji verimli tasarımı ve kontrolü
Energy efficient design and control of ethyl levulinate production process using two reactive distillation columns
ASLIHAN ANTEP
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM BARIŞ KAYMAK
- Zeolit ZSM-S katkılı silikon kauçuk membranlarda N-parafin/i-parafin ayrımı
Separation of n-paraffin/1 -paraffin mixtures by zeolite ZSM-S filled membranes
NİSO KALAONRA
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. BİRGÜL ERSOLMAZ TANTEKİN
- Deneysel ve modelleme yöntemleri ile poliüretan filmlerdeki pürüzlülük ve kristalinitenin fibrinojen adsorpsiyonu üzerindeki etkilerinin belirlenmesi
Determining the effects of roughness and crystallinity on fibrinogen adsorption on polyurethane films with experimental and modeling methods
GİZEM KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS