Rafineri proseslerinde enerji verimliliğinin artırılması için çeşitli destilasyon kolonlarının tasarlanması ve modellenmesi
Design and modelling of various distillation columns for increasing energy efficiency in refinery processes
Yazar: BAYRAM FATİH DEMİR
Danışman: PROF. DR. İSMAİL İNCİ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Enerji = Energy ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Damıtma = Distillation ; Enerji = Energy ; Enerji etkinliği =   ; Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Enerji yoğunluğu = Energy intensity ; Rafineri = Refinery

Özet:
Rafineri proseslerinde çok büyük enerjiye ihtiyaç duyulan destilasyon sistemleri, tipik bir kimyasal ünitenin yatırım ve operasyon giderlerinin %40-70'ini içermektedir. Bu durum rafineri proseslerinde milyonlarca dolar maliyet oluşturmaktadır. Ayrıca dünyadaki enerji tüketiminin %3'ünü oluşturmaktadır. Bununla birlikte akışkanlar için ayırma sistemlerinin %95'i destilasyonla gerçekleşir. 
Rafineri proseslerinde maliyet düşürme çalışmaları kapsamında gerek yatırım ve operasyon maliyetlerini azaltacağımız, gerek boşluk alan hacmini daha verimli kullanacağımız gerekse ürün saflığını arttırabileceğimiz; böylece daha az birimle istenen saflıkta ve verimde ürün elde edeceğimiz çeşitli destilasyon kolon çalışmaları büyük önem kazanmaktadır. 
Yapılan literatür araştırmalarında, rafineri proseslerinin enerji verimliliğinde ve ürün saflığında artış sağlayıp, yatırım maliyetlerinin düşmesini sağlayan reaktif destilasyon kolonu ve bölünmüş duvar destilasyon kolonunun (divided-wall column, DWC) ülkemizde kullanılmadığı ve bunlarla ilgili yeterli tasarım, modelleme ve fizibilite çalışmalarına esas teşkil edecek akademik çalışmaların yapılmadığı görülmüştür. Bu nedenle, bu çalışma kapsamında rafineri proseslerinde meydana gelen darboğazların giderilmesi için yeni konfigürasyonlar oluşturularak yüksek verim ve saflıkta, düşük maliyetle sanayiye yönelik çeşitli destilasyon kolon tasarım çalışmaları yapılacaktır. Diğer taraftan, yapılacak bu çalışmayla beraber reaktif destilasyon ve DWC kolonlarının tasarımı yapılarak mevcut durumda ülkemizde kullanılan kolonlarla kıyaslanacak ve endüstriyel olarak kolonların enerji verimliliği ve ürün saflıkları ortaya çıkarılacaktır. Böylece elde edilen sonuçların bu konudaki uluslararası bilimsel çalışmalara öncülük yapması ve endüstriye yol göstererek ekonomiye katkı sağlaması amaçlanmaktadır.

Abstract:
Distillation systems, which require huge energy in refinery processes, comprise 40 to 70% of the investment and operational costs of a typical chemical unit. This costs millions of dollars in refinery processes. It also constitutes 3% of the world's energy consumption. However, 95% of the separation systems for fluids are performed by distillation.
Within the scope of cost reduction activities in refinery processes, we will reduce investment and operation costs, use space volume more efficiently and increase product purity; thus, various distillation column studies in which we will obtain the desired purity and yield with less units come into prominence.
In the literature studies, it was seen that reactive distillation and divided-wall distillation columns, which provide an increase in energy efficiency and product purity of refinery processes and decrease investment costs, are not used in our country and there were not enough studies that would be the basis for adequate design, modeling and feasibility studies. Within the scope of this study, new configurations will be created to eliminate bottlenecks occurring in refinery processes, and various distillation column design studies will be carried out for industry, with high efficiency and purity, at low cost. In this case, the energy efficiency and product purity of the columns will be compared with the columns used in our country. It is aimed to lead the international scientific studies in this field and contribute to the economy by guiding the industry.