Optimization of reflux flow rate at the GP1/Z complex Fractionator using Aspen Hysys

Abstract

In this project, attention will be paid to increasing energy efficiency in the fractionation train of the industrial complex GP1/Z (Sonatrach). Using the simulation software package called Aspen HYSYS, this study aims to analyze the effects of changes in the reflux flows on energy consumption and the quality of the final product. It is found that the optimal setting of the reflux flow in case of feeding the fractionator at the load of 240 m³/h can allow obtaining the energy savings up to 5,355.34 kW. In addition, this thesis will address the possibilities of implementation of new technologies, such as AI and Digital Twins, and develop a model for maintaining the obtained energy efficiency using the proposed concept of "soft sensing." Keywords: Energy efficiency, Reflux flow optimization, Fractionation, Aspen HYSYS, Soft sensing, Digital Twins, Sonatrach GP1/Z. iii ملخص ركزت هذه ادلراسة عىل زايدة فعالية اس تخدام الطاقة مضن سلسةل التجزئة يف مركب صناعة Z1/GP عىل احملااكة ادلقيقة عرب برانمج )سوانطراك(. بناء HYSYS Aspen ، مت تقيمي تا ثري معدالت الارتداد عىل ً اس هتالك الطاقة ونقاوة ا إالنتاج. كام أ ظهرت نتاجئ هذه ادلراسة إاماكنية حتقيق طاقة مسرتجعة كبرية حبجم 5355.34 كيلوواط عند زايدة معدل الارتداد يف حاةل تفريغ يقدر بـ240 م/³ساعة، وابلتايل خفض النفقات التشغيلية وتقليل البصمة الكربونية. اب إالضافة إاىل ذكل، تقدم هذه املذكرة رؤى حول تطبيق تقنيات صناعة ،4.0 مثل اذلاكء الاصطناعي (AI (والتوامئ الرمقية. ابلنظر يف تقدميإاطار معل ملراقبة يف الوقت الكلمات المفتاحية: كفاءة الطاقة، تحسين تدفق االرتداد، عمود التجزئة، HYSYS Aspen، االستشعار البرمجي(sensing Soft (، التوائم الرقمية، المركب الصناعي.Z1/GP iv Résumé Cette étude scientifique est centrée autour de l'augmentation de la performance énergétique du train de distillation dans le complexe industriel GP1/Z (Sonatrach). À travers des simulations strictes utilisées dans Aspen HYSYS, l'étude s'intéresse à l'influence de la quantité de reflux sur la consommation d'énergie et la qualité des produits finis. La conclusion obtenue indique que la mise à niveau de la quantité de reflux pour un flux de 240 m³/h permet une économie importante d'énergie de 5 355,34 kW et une diminution des coûts de fonctionnement. Par ailleurs, ce mémoire traite de l'incorporation de l'industrie 4.0 dans le domaine de l'industrie chimique et plus précisément de l'intelligence artificielle et de la technologie jumeau numérique. Par le biais d'une proposition de cadre de supervision de type « Soft sensing », l'étude propose une voie vers une performance durable des gagnants de cette optimisation d'exploitation dans le complexe industriel GP1/Z. Mots-clés : Efficacité énergétique, Optimisation du débit de reflux, Aspen HYSYS, Capteur logiciel (Soft sensing), Jumeaux numériques, Complexe industriel GP1/Z.