वैश्विक रिफाइनिंग एवं पेट्रोकेमिकल क्षेत्र में तकनीकों की उन्नति एवं भविष्य की दिशाए

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वैश्विक स्तर पर रसायन एवं ऊर्जा प्रसंस्करण क्षेत्र में अनुकूलन तकनीकों की वर्तमान स्थिति एवं विकास प्रवृत्तियाँ: विभिन्न देशों द्वारा रसायन एवं ऊर्जा प्रसंस्करण क्षेत्र में सुधार हेतु किए जा रहे प्रयासों, एवं इन क्षेत्रों में उपयोग होने वाली अनुकूलन तकनीकों पर किए जा रहे गहन अनुसंधानों के कारण, घरेलू एवं विदेशी अनुसंधान संस्थानों एवं तकनीकी कंपनियों ने रसायन एवं ऊर्जा प्रसंस्करण क्षेत्र में, विशेष रूप से सिमुलेशन-आधारित अनुकूलन तकनीकों एवं ऊर्जा-अनुकूलन संबंधी अनुसंधानों एवं सॉफ्टवेयर विकास के क्षेत्र में उल्लेखनीय प्रगति की है। साथ ही, अनुकूलन तकनीकों के उपयोग से रसायन एवं ऊर्जा प्रसंस्करण क्षेत्र की कंपनियों को भी ठोस आर्थिक लाभ हुए हैं। नीचे, सिमुलेशन-आधारित अनुकूलन एवं ऊर्जा-प्रणाली अनुकूलन संबंधी सैद्धांतिक अनुसंधानों की वर्तमान स्थिति, घरेलू एवं विदेशी तकनीकी कंपनियों द्वारा इनके अनुप्रयोगों की वर्तमान स्थिति, तथा इन क्षेत्रों में होने वाले विकास की दिशाओं का वर्ण (1) ऊर्जा प्रणालियों के अनुकूलन संबंधी सिद्धांतों पर अनुसंधान, प्रक्रिया-आधारित ऊर्जा प्रणालियों संबंधी सिद्धांतों के अध्ययन के रूप में 20वीं शताब्दी के 70 के दशक में शुरू हुआ। अनुसंधान आगे बढ़ने के साथ, घरेलू एवं विदेशी विद्वानों ने “तीन-उप-प्रणालियों वाला मॉडल”, “प्याज-आकार का मॉडल” एवं “तीन-चरण वाला मॉडल” आदि प्रस्तुत किए; ताकि प्रक्रिया-प्रणालियों में ऊर्जा की संरचना, कार्यप्रणाली एवं परिवर्तनों का वर्णन किया जा सके। वर्ष 1983 में, टाउनसेंड एवं लिनहॉफ ने प्रक्रिया-अनुकूलन से संबंधित संरचित विधियों का अध्ययन करते समय, प्रक्रिया-प्रणाली को कुछ आपस में जुड़े हुए उप-प्रणालियों के रूप में देखा। ऐसा करने से डिज़ाइन-अनुकूलन की प्रक्रिया सरल हो गई। उन्होंने तीन उप-प्रणालियों का मॉडल प्रस्तुत किया – प्रसंस्करण (प्रतिक्रिया, विभाजन), ऊष्मा-आदान नेटवर्क, एवं ऊर्जा-स्रोत। इस मॉडल के द्वारा प्रक्रिया-प्रणाली में ऊर्जा-रूपांतरण एवं उसके उपयोग से संबंधित आंतरिक संबंधों एवं प्रतिबंधों को वर्णित किया जा सकता है; लेकिन इससे ऊर्जा-संरचना की वास्तविक प्रकृति का वर्णन नहीं किया जा सकता। वर्ष 1988 में, लिनहॉफ एवं अन्य लोगों ने प्रक्रिया-डिज़ाइन की स्तरीय संरचना को दर्शाने हेतु “प्याज़ मॉडल” प्रस्तुत किया। इस मॉडल में केंद्रीय घटक “प्रतिक्रिया उप-प्रणाली” है; इसके बाद क्रमशः “विभाजन उप-प्रणाली”, “ऊष्मा-आदान नेटवर्क” एवं “सार्वजनिक इंजीनियरिंग उप-प्रणाली” आती हैं। हालाँकि, यह मॉडल प्रक्रिया-प्रणाली की ऊर्जा-संरचना का केवल एक सरल वर्णन है; इसमें कोई सटीक, मात्रात्मक गणितीय मॉडल नहीं दिया गया है। 1982 से, हुआ बेन एवं उनके सहयोगियों ने थर्मोडायनामिक्स के द्वितीय नियम के विश्लेषण के आधार पर, प्रक्रिया-प्रणालियों में ऊर्जा के परिवर्तनों के नियमों को ध्यान में रखते हुए, ऊर्जा-रूपांतरण, ऊर्जा-उपयोग एवं ऊर्जा-पुनर्प्राप्ति जैसे तीन घटकों वाले ऊर्जा-संरचना मॉडल को विकसित किया। यह मॉडल, प्रक्रिया-प्रणाली में ऊर्जा-प्रवाह संबंधी संरचनात्मक संबंधों का एक सटीक एवं मात्रात्मक वर्णन प्रदान करता है। इसकी कुंजी, कार्यात्मक क्षेत्रों के आधार पर आणविक प्रणालियों को अलग-अलग वर्गीकृत करना है; साथ ही उपयोगीता-आधारित मॉडल, संबंधित लक्ष्य-फलन एवं सीमा-शर्तें भी निर्धारित की जाती हैं। इसके बाद, उप-प्रणालियों के विघटन एवं समन्वय के आधार पर समग्र सुधार योजनाओं का मूल्यांकन एवं अनुकूलन किया जाता है। लेकिन, चूँकि ऊर्जा-अर्थशास्त्रीय विश्लेषण विधि की सैद्धांतिक प्रकृति काफी जटिल है, इसलिए इसके व्यावसायिक उत्पादन प्रक्रियाओं में उपयोग में कुछ सीमाएँ हैं। (2) घरेलू एवं विदेशी स्तर पर होने वाले अनुसंधान एवं इसका व्यावहारिक उपयोग
① विदेशी स्थिति: हाल के वर्षों में, KBC कंपनी, ASPEN कंपनी, Shell Global Solutions कंपनी, Invensys कंपनी, Honeywell कंपनी, एवं Process Integrated Limited (PIL) जैसी अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रसिद्ध तकनीकी एवं सॉफ्टवेयर कंपनियों ने, परिपक्व प्रक्रिया-सिमुलेशन एवं अनुकूलन तकनीकों का उपयोग करते हुए, उन्नत विश्लेषण विधियों के सहारे, एवं विशेषज्ञों के अनुभव का लाभ उठाकर, स्वदेशी ऊर्जा-प्रणाली अनुकूलन तकनीकों का विकास किया है। इन तकनीकों का उपयोग कुछ बड़ी अंतरराष्ट्रीय तेल कंपनियों एवं रसायन उत्पादन कंपनियों में अच्छे परिणामों के साथ किया गया है। http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/xjFI9op4iaCnc9dCDiaNApMFYyfeIia5R1iaoxJWTG6e8t2gT3U8JP2Ah5iaVzrqC0fZlPLD1OmEvGMX7QiadsHb4TMg/0?wx_fmt=png KBC कंपनी ने HYSYS.Refinery के आधार पर Petro-SIM नामक प्रक्रिया सिमुलेशन सॉफ्टवेयर विकसित किया है। इस सॉफ्टवेयर में कैटालिटिक क्रैकिंग (FCC-SIM), हाइड्रोक्रैकिंग (HCR-SIM), कैटालिटिक रिफॉर्मिंग (REF-SIM), नैफ्था हाइड्रोजनेशन (NHTR-SIM), डीजल हाइड्रोजनेशन (DHTR-SIM), VGO हाइड्रोजनेशन (VGOHTR-SIM), रेजिड्यू हाइड्रोडीसल्फराइजेशन (RHDS-SIM), डिलेड कोकिंग (DC-SIM), अल्काइलेशन (ALK-SIM), विस्कोसिटी-रिडक्शन क्रैकिंग (VIS-SIM) आदि जैसे मानक रिएक्टर मॉडल उपलब्ध हैं। ； ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के अनुकूलन हेतु “सुपरटारगेट” नामक सॉफ्टवेयर, भाप-प्रणालियों के अनुकूलन हेतु “प्रोस्टीम” नामक सॉफ्टवेयर, एवं BT (बेस्ट टेक्नोलॉजी) सूचकांक के आधार पर ऊर्जा-उपयोग की दक्षता बढ़ाने हेतु तकनीकें विकसित की गई हैं। इस अनुसंधान में प्रस्तावित “टोटल साइट” तकनीक में, पूरे संयंत्र के लिए ऊर्जा-प्रबंधन हेतु विश्लेषणात्मक तकनीकों एवं रणनीतिक ऊर्जा-संरक्षण योजनाओं का उपयोग किया गया है। इसके द्वारा संयंत्र के विभिन्न प्रक्रिया-उपकरणों एवं सार्वजनिक उपयोग हेतु आवश्यक ऊर्जा-प्रणालियों के ऊर्जा-उपयोग एवं आपूर्ति का विश्लेषण, अनुकूलन एवं क्रमबद्धीकरण किया गया है; ताकि सबसे त्वरित एवं प्रभावी सुधार-मार्ग निर्धारित किए जा सकें। वर्तमान में, KBC ने BP, BASF, ESSO, Chevron, Total, COSMO, जापान एनर्जी ग्लोबल सहित 50 से अधिक रिफाइनरी एवं रासायनिक कारखानों में “टोटल साइट” ऊर्जा-अनुकूलन परियोजनाओं को लागू किया है। इसके परिणामस्वरूप 15% से 30% तक ऊर्जा की बचत हुई है; हाइड्रोजन की आवश्यकता 8% से 20% तक कम हुई है; कंप्रेसरों में 25% से 35% तक ऊर्जा की बचत हुई है; एवं कुल लागत में 14% से 20% तक की कमी आई है। उदाहरण के लिए, यूरोप की एक रिफाइनरी ने “टोटल साइट” तकनीक का उपयोग करके स्टीम सिस्टमों का मॉडलिंग किया। इसके परिणामस्वरूप, ऊर्जा-संबंधी कई परियोजनाओं का कार्यान्वयन किया गया; जैसे टर्बाइनों में सुधार, अतिरिक्त ऊष्मा का उपयोग, संयुक्त ऊर्जा उत्पादन आदि। इन परियोजनाओं के कार्यान्वयन के बाद रिफाइनरी का ऊर्जा-घनत्व सूचकांक (Energy Intensity Index, EII) 5 अंकों तक कम हो गया। ； दक्षिण अफ्रीका की सासोल फ्यूएल कंपनी ने “टोटल साइट” तकनीक का उपयोग करके सार्वजनिक ऊर्जा प्रणालियों का विश्लेषण किया। इसके बाद उसने ऊष्मा-आदान नेटवर्क में सुधार करने, संयुक्त ऊर्जा उत्पादन बढ़ाने आदि जैसी कई ऊर्जा-बचत योजनाओं का प्रस्ताव दिया। इन योजनाओं को लागू करने से सार्वजनिक ऊर्जा की आवश्यकता में लगभग 30% की कमी आ सकती है। एस्पेन कंपनी के पास कई सिमुलेशन एवं ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयर उत्पाद हैं। इनमें रासायनिक प्रक्रियाओं के सिमुलेशन हेतु ‘एस्पेन प्लस’, तेल शोधन प्रक्रियाओं हेतु ‘एस्पेन रेफसिस’, रासायनिक प्रक्रियाओं हेतु ‘हाइसिस’, गतिशील सिमुलेशन हेतु ‘एस्पेन डायनामिक्स’, ऊष्मा विनिमय नेटवर्कों के ऑप्टिमाइजेशन हेतु ‘एचएक्स-नेट’ एवं ‘एस्पेन पिंच’, उपयोगिता प्रणालियों के ऑप्टिमाइजेशन हेतु ‘एस्पेन यूटिलिटीज’, वास्तविक समय में ऑप्टिमाइजेशन हेतु ‘एस्पेन प्लसऑप्टिमाइजर’, ऊष्मा विनिमय उपकरणों के सिमुलेशन हेतु ‘एस्पेन एचटीएफएस+’ आदि शामिल हैं। इसके अतिरिक्त, तेल शोधन प्रक्रियाओं हेतु कुछ सॉफ्टवेयर एवं पॉलिमर प्रतिक्रियाओं हेतु ‘पॉलिमर’ नामक सॉफ्टवेयर भी है। इनमें से, एस्पेन प्लस एक स्थिर-अवस्था प्रक्रिया-सिमुलेशन उपकरण है; यह ऐसा एकमात्र सॉफ्टवेयर है जो अनुक्रमिक मॉड्यूलों एवं समीकरणों की विधियों दोनों को एक ही सिमुलेशन उपकरण में शामिल करता है। ； HYSYS मूल रूप से कनाडा की Hyprotech कंपनी का उत्पाद था। वर्ष 2002 में Aspen कंपनी ने इस कंपनी को अधिग्रहित कर लिया, जिसके बाद HYSYS Aspen कंपनी का ही उत्पाद बन गया। यह ऐसा एकमात्र सॉफ्टवेयर है जिसमें स्थिर-अवस्था एवं गतिशील-अवस्था दोनों प्रकार के सिमुलेशन की सुविधा है। ； एस्पेन प्लस ऑप्टिमाइज़र, उपयोगकर्ताओं को समीकरणों के समूहों का उपयोग करके, कई स्वतंत्रताओं वाले गैर-रैखिक लक्ष्य फलनों से संबंधित अनुकूलन समस्याओं को तेज़ एवं सटीक तरीके से हल करने में सहायता करता है। यह प्रक्रिया-आधारित उद्योगों के इंजीनियरों को जटिल प्रक्रियाओं को हल करने हेतु एक प्रभावी उपकरण प्रदान करता है; साथ ही, बंद-लूप रियल-टाइम अनुकूलन प्रणालियों को लागू करने हेतु भी यह उपयोगी है। एस्पेन प्लस के एक घटक के रूप में, यह एस्पेन प्लस में उपलब्ध स्वतंत्रताओं, प्रतिबंधों, लक्ष्य फलनों आदि संबंधी सुविधाओं का पूर्ण समर्थन करता है। इसका उपयोग ऑनलाइन प्रक्रिया-अनुकूलन एवं ऑफलाइन सिमुलेशन दोनों हेतु किया जा सकता है। उपरोक्त सॉफ्टवेयर उत्पादों के आधार पर, एस्पेन कंपनी ने ऊर्जा-अनुकूलन संबंधी व्यापक समाधान विकसित किए। अपने विशेषज्ञों की मदद से, कंपनी ने कई रसायन एवं तेल-संसाधन कंपनियों में ऊर्जा-प्रणालियों का अनुकूलन करने हेतु विश्लेषण किया। उदाहरण के लिए, वर्ष 2000 में एस्पेन ने BP के बुलवर आइलैंड संयंत्र में सार्वजनिक उपकरणों संबंधी प्रणालियों का अनुकूलन करने हेतु एक परियोजना शुरू की; इस परियोजना में निवेश की वसूली की अवधि 1 वर्ष से भी कम रही। ； दक्षिण कोरिया के योसू में स्थित YNCC इथिलीन संयंत्र में ऊर्जा-बचत हेतु सुधार कार्य किए गए। परिचालन प्रक्रियाओं में बदलाव एवं उपकरणों में सुधार करके उत्पादन में 10% की वृद्धि हुई, जबकि प्रति इकाई ऊर्जा खपत में 2.2% की कमी आई। ； वर्ष 2005 में, चाइना नेचुरल ऑयल के हुइझोउ रिफाइनरी प्लांट के डिज़ाइन में ऊर्जा प्रणाली संबंधी विश्लेषण किए गए। इनमें हाइड्रोजन प्रणाली का विश्लेषण एवं अनुकूलन, पूरे प्लांट की भाप प्रणाली का विश्लेषण एवं अनुकूलन, पूरे प्लांट की ईंधन एवं बिजली (थर्मल-इलेक्ट्रिक जनरेशन) प्रणाली का विश्लेषण एवं अनुकूलन, तथा पूरे प्लांट में मौजूद विभिन्न बिंदुओं का विश्लेषण भी शामिल था। अनुकूलन के बाद, EII मान 80 से घटकर 61.5 हो गया; इससे वार्षिक आर्थिक लाभ 240 मिलियन डॉलर हुआ। शेल ग्लोबलसॉल्यूशन्स कंपनी, ऊर्जा प्रणालियों के अनुकूलन हेतु अपनी आंतरिक विशेषज्ञ सलाहकार टीमों एवं विकसित किए गए सिमुलेशन-ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयरों का उपयोग करती है। इसके द्वारा उपयोग किए जाने वाले सॉफ्टवेयरों में एस्पेन प्लस, यूनिसिम, एवं खुद विकसित किए गए ECU, SHARC, plan24tune, EMS आदि शामिल हैं। इनमें, ECU सॉफ्टवेयर का उपयोग एथिलीन विघटन भट्टियों के सिमुलेशन एवं अनुकूलन हेतु किया जाता है, जबकि SHARC सॉफ्टवेयर का उपयोग कैटालिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरणों के सिमुलेशन एवं अनुकूलन हेतु किया जाता है वर्तमान में, शेल ग्लोबल सॉल्यूशंस ने विश्वभर में 29 रिफाइनरियों एवं पेट्रोकेमिकल उद्यमों में ऊर्जा प्रणालियों के अनुकूलन का कार्य किया है। इससे रिफाइनरियों में ऊर्जा खपत में लगभग 2% से 7% तक की कमी आई है, जबकि पेट्रोकेमिकल उद्यमों में ऊर्जा खपत में लगभग 3% से 5% तक की कमी आई है। इन्वेनसिस कंपनी के पास प्रक्रिया-सिमुलेशन (स्थिर एवं गतिशील सिमुलेशन), ऑफलाइन/ऑनलाइन अनुकूलन, ऑपरेटरों के प्रशिक्षण हेतु सॉफ्टवेयर आदि क्षेत्रों में कई सॉफ्टवेयर उत्पाद हैं। इनमें रासायनिक प्रक्रियाओं के सिमुलेशन हेतु PRO/II, ऊष्मा-आदान उपकरणों एवं नेटवर्कों के अनुकूलन हेतु HEXTRAN, गतिशील प्रक्रियाओं के सिमुलेशन हेतु DYNSIM, एवं ऑनलाइन सिमुलेशन/अनुकूलन हेतु ROMeo जैसे सॉफ्टवेयर शामिल हैं। वर्ष 2002 में, इस कंपनी ने कोरिया के दाएसान स्थित एथिलीन संयंत्र एवं जापान के मिजुशिमा स्थित रिफाइनरी के लिए एथिलीन उत्पादन हेतु आवश्यक बुनियादी ढाँचे का अनुकूलन किया। ； वर्ष 2005 में, ओहिता स्थित इथिलीन कारखाने की सार्वजनिक उपकरण प्रणालियों, एवं आइची स्थित तेल शोधन कारखानों की सार्वजनिक उपकरण प्रणालियों में आवश्यक सुधार किए गए। वर्ष 2004 में, हनीवेल ने स्थिर एवं गतिशील सिमुलेशनों हेतु उपयोग में आने वाले सॉफ्टवेयर प्रोडक्ट “HYSYS” को अपना लिया। वर्ष 2005 में, HYSYS एवं UOP तकनीकों के आधार पर हनीवेल ने “UniSim” नामक नई पीढ़ी का प्रक्रिया-सिमुलेशन सॉफ्टवेयर विकसित किया। इस सॉफ्टवेयर में डिज़ाइन, ऑनलाइन अनुकूलन एवं ऑपरेटरों का प्रशिक्षण जैसी सुविधाएँ एक ही प्लेटफॉर्म पर उपलब्ध हैं; साथ ही ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के अनुकूलन एवं प्रक्रियाओं के संश्लेषण जैसी तकनीकों में भी सुधार किया गया है। इनमें, UniSim Desig का उपयोग स्थिर-अवस्था में प्रक्रियाओं के सिमुलेशन हेतु किया जाता है; Unisim DynamicOption का उपयोग गतिशील-अवस्था में प्रक्रियाओं के सिमुलेशन हेतु किया जाता है। UniSim SQP Optimizer Option का उपयोग प्रक्रियाओं के सिमुलेशन को बेहतर बनाने हेतु किया जाता है। UniSim ExchangerNet का उपयोग “जैकपॉइंट” विश्लेषण एवं ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के डिज़ाइन हेतु किया जाता है। Profit Optimizer का उपयोग ऑनलाइन, गतिशील रूप से ऑप्टिमाइज़ेशन हेतु किया जाता है। पीआईएल कंपनी ने ऊष्मा पुनर्प्राप्ति हेतु ऊष्मा-विनिमय नेटवर्क प्रणालियों के डिज़ाइन एवं सुधार हेतु तकनीकें, तथा HEAT-int सॉफ्टवेयर विकसित किया है। इसी प्रकार, पूरे संयंत्र में भाप-ऊर्जा प्रणालियों के डिज़ाइन एवं संचालन हेतु SITE-int सॉफ्टवेयर भी विकसित किया गया है। हाइड्रोजन संसाधनों के प्रबंधन एवं अनुकूलन हेतु H2-int सॉफ्टवेयर भी विकसित किया गया है। इनमें से, H2-int सॉफ्टवेयर उत्पाद में हाइड्रोजन उपकरणों के मॉडलिंग हेतु एक अनूठी विधि एवं उन्नत गणितीय अनुकूलन विधियाँ हैं। इसके अतिरिक्त, हाइड्रोजन नेटवर्क के कठोर प्रक्रिया-सिमुलेशन के साथ संयोजन करके यह विभिन्न इकाइयों की कार्यप्रणाली का सटीक वर्णन कर सकता है; तथा रिफाइनरी में हाइड्रोजन प्रणाली के संचालन का वैश्विक स्तर पर अनुकूलन भी कर सकता है। वर्तमान में, कंपनी ने कई ऊर्जा प्रणाली अनुकूलन परियोजनाएँ कार्यान्वित की हैं, जिससे ऊर्जा संरक्षण में अच्छे परिणाम प्राप्त हुए हैं। उदाहरण के लिए, बीपी के ग्रेंजमाउथ रिफाइनरी में 13 तेल शोधन इकाइयों (3 सामान्य दबाव वाली इकाइयाँ, हाइड्रोक्रैकिंग, कैटलिटिक क्रैकिंग, रीफॉर्मिंग, अल्किलेशन, एवं कई हाइड्रोप्योरिफिकेशन इकाइयाँ) एवं 8 पेट्रोकेमिकल इकाइयों पर ऊर्जा प्रणाली संबंधी अनुकूलन विश्लेषण किया गया। केवल संचालन संबंधी समायोजनों के माध्यम से ही वार्षिक ऊर्जा बचत 7.8 मिलियन अमेरिकी डॉलर तक हुई। ； BP के कोरिटन रिफाइनरी में स्थित 25 उपकरणों की ऊर्जा प्रणालियों में अनुकूलन किए गए; केवल संचालन संबंधी समायोजनों के द्वारा ही वार्षिक रूप से 3.7 मिलियन डॉलर की ऊर्जा बचत हुई। http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/xjFI9op4iaCnc9dCDiaNApMFYyfeIia5R1ia8iciaUHhs4yBzUz9POmic1fIDDFzzyibsmu32WKcoofTF6sb2wcpjAhUFQ/0?wx_fmt=png
② घरेलू स्थिति: पिछले कुछ वर्षों में, यूहुआ प्रोसेस टेक्नोलॉजी कंपनी, दालियान इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज, चिंगहुआ विश्वविद्यालय, साउथ चाइना इंस्टीट्यूट ऑफ टेकनोलॉजी आदि ने कुछ अंतरराष्ट्रीय स्तर के उन्नत सॉफ्टवेयरों का उपयोग करके, गहन ऊष्मा-प्रबंधन तकनीकों, वर्चुअल तापमान विधियों आदि जैसी विशेष तकनीकों का विकास किया। इन संस्थाओं ने हीट एक्सचेंजर ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयर, हीट एक्सचेंज नेटवर्क ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयर एवं स्टीम पावर सिस्टम ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयर जैसे उत्पादों का विकास किया। इन संस्थाओं ने उपकरणों, हीट एक्सचेंज नेटवर्कों एवं स्टीम पावर सिस्टमों के ऊर्जा-प्रबंधन संबंधी कार्य भी किए, जिससे उन्हें अच्छा आर्थिक लाभ हुआ। यूहुआ प्रोसेस टेक्नोलॉजी कंपनी की ऊर्जा प्रणाली अनुकूलन तकनीक, प्रक्रिया प्रणालियों में ऊर्जा के उपयोग को बेहतर बनाने हेतु “तीन-चरणीय” सिद्धांतों एवं विधियों पर आधारित है। इस तकनीक का उपयोग करके देश की विभिन्न रसायन एवं तेल शोधन कंपनियों में 40 से अधिक ऊर्जा-बचत संबंधी परियोजनाएँ सफलतापूर्वक पूरी की गई हैं। इनमें से, सितंबर 2002 में गुआंगडोंग प्रांत के विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विभाग द्वारा मान्यता प्राप्त “प्रक्रिया उद्योगों में ऊर्जा प्रणालियों का अनुकूलन: पेट्रोलियम एवं पेट्रोकेमिकल उद्योग में इसका इंजीनियरिंग अनुप्रयोग” नामक परियोजना ने 4 उद्यमों को प्रति वर्ष 120 मिलियन युआन का लाभ दिलाया। इस कंपनी द्वारा विकसित विशेष प्रौद्योगिकियों एवं सॉफ्टवेयर उत्पादों में निम्नलिखित शामिल हैं: विशेष हीट एक्सचेंजर ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयर (HEDO), हाइड्रोजनीकरण उपकरणों में ऊर्जा अनुकूलन हेतु प्रौद्योगिकियाँ, गहन ऊष्मा-निकासी एवं बड़े सिस्टमों में ऊष्मा-संयोजन हेतु विशेष प्रौद्योगिकियाँ, कम तापमान वाली ऊष्मा का बड़े सिस्टमों में उपयोग हेतु प्रौद्योगिकियाँ, स्टीम-ऊर्जा प्रणालियों के अनुकूलन हेतु सॉफ्टवेयर (STOpti), पूरे संयंत्र की परिसंचरण जल प्रणालियों के अनुकूलन हेतु CWopti प्रक्रिया-पैकेज, पंपों में ऊर्जा-बचत हेतु तकनीकें, हीट-एक्सचेंज नेटवर्कों के अनुकूलन हेतु सॉफ्टवेयर (ODHEN) आदि। वर्ष 2001 में, दाचिंग रिफाइनरी में स्थित कंप्रेशन-लॉस यूनिटों की ऊर्जा प्रणाली का अनुकूलन एवं सुधार किया गया। इस अनुकूलन के बाद, सामान्य दबाव वाली यूनिटों में भाप की खपत 2 टन/घंटा से 3 टन/घंटा तक कम हो गई; ऊष्मा-आदान हेतु आवश्यक तापमान 10°C से अधिक बढ़ गया; एवं ईंधन की खपत 100 किलोग्राम/घंटा कम हो गई। ； दो सेट सामान्य दबाव प्रणालियों के उपयोग से ऊष्मा-आदान-प्रदान का अंतिम तापमान 6℃ से 8℃ तक बढ़ जाता है; इससे ईंधन की खपत 200 किग्रा/घंटा से 250 किग्रा/घंटा तक कम हो जाती है। ； वायुमंडलीय भाप की मात्रा को 8 टन/घंटा से 10 टन/घंटा तक कम किया जा सकता है; इसके अलावा, कम तापमान पर ऊष्मा पुनर्प्राप्ति की क्षमता लगभग 2500 किलोवाट तक बढ़ जाएगी। कुल निवेश लगभग 80 मिलियन युआन होगा, जिससे प्रतिवर्ष 32 मिलियन युआन की ऊर्जा बचत होगी। वार्षिक 13 मिलियन टन कच्चे तेल संसाधन क्षमता वाली एक पेट्रोकेमिकल कंपनी में ऊर्जा प्रणाली का अनुकूलन किया गया। इसके लिए थर्मल आपूर्ति एवं थर्मल संयोजन, कम तापमान वाली ऊर्जा प्रणालियों का अनुकूलन, एवं भाप ऊर्जा प्रणालियों का अनुकूलन जैसी योजनाओं को लागू किया गया। कुल निर्माण लागत 160 मिलियन युआन रही। इससे ऊर्जा खपत में 14.9 किलोग्राम मानक तेल/टन की कमी हुई, जिससे वार्षिक आर्थिक लाभ 360 मिलियन युआन हुआ। दालियान इंजीनियरिंग विश्वविद्यालय के रसायन इंजीनियरिंग विभाग ने स्वतंत्र अनुसंधान के आधार पर “प्रक्रिया-प्रणालियों में ऊर्जा-समन्वय तकनीक” विकसित की। इसमें “प्रक्रिया-प्रणालियों में ऊर्जा-उपयोग संबंधी सिद्धांत” पहली बार प्रस्तुत किया गया। इस तकनीक के द्वारा बड़े एवं जटिल प्रक्रिया-प्रणालियों को ऊर्जा-उपयोग के दृष्टिकोण से एकीकृत किया गया। ऊर्जा-समन्वय संबंधी समस्याओं को ऐसे प्रणालियों के लिए उपयुक्त समाधानों में बदल दिया गया। इसके लिए “V1.0” नामक सॉफ्टवेयर विकसित किया गया, जो बड़े पैमाने पर प्रक्रिया-प्रणालियों में ऊर्जा-समन्वय संबंधी समस्याओं को प्रभावी ढंग से हल करने में सहायक है। ； पहली बार “वर्चुअल टेम्परेचर विधि” (अर्थात् प्रभावी तापमान) का उपयोग, संचालनात्मक एवं डिज़ाइन-संबंधी विश्लेषणों हेतु किया गया। इस विधि के द्वारा सिस्टम में ऊर्जा के प्रवाह की स्थिति का सही वर्णन किया जा सकता है; जिससे ऊर्जा-उपयोग संबंधी सटीक निदान किया जा सकता है। ； “प्रक्रिया-प्रणाली ऊर्जा-समेकन रणनीति” को संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है; ताकि प्रक्रिया-प्रणालियों में ऊर्जा-उपयोग संबंधी निदान, बाधाओं की पहचान, उन बाधाओं को दूर करना, एवं उत्पादन उपकरणों में ऊर्जा-बचत एवं क्षमता-वृद्धि हेतु समन्वित अनुकूलन किया जा सके। वर्तमान में, इस तकनीक का उपयोग दालियान, जिलिन, लियाओयांग, फुशुन, यानशान, चीलू आदि स्थित पेट्रोकेमिकल उद्योगों की 20 से अधिक उत्पादन इकाइयों की ऊर्जा-खपत एवं उत्पादन क्षमता के विश्लेषण हेतु किया जा रहा है। ऊर्जा-बचत एवं उत्पादन-क्षमता वृद्धि हेतु प्रस्तावित तकनीकी सुधार योजनाओं में से 8 योजनाओं को पहले ही लागू किया जा चुका है; इससे 10%~20% तक ऊर्जा-बचत हो रही है, एवं उत्पादन क्षमता में 20%~30% की वृद्धि हो रही है। इससे वार्षिक आर्थिक लाभ 80 मिलियन युआन हो रहा है। इनमें से, वर्चुअल तापमान विधि का उपयोग करके देश की एक एथिलीन संयंत्र में स्थित कूलिंग सिस्टम का ऊर्जा-उपयोग संबंधी विश्लेषण किया गया। इस विश्लेषण से प्रक्रिया-प्रणाली में ऊर्जा-उपयोग संबंधी समस्याओं का पता लिया गया। निम्न तापमान वाली प्रक्रियाओं में ऊष्मा-हस्तांतरण हेतु आवश्यक तापमान-अंतर कम होने, एवं कूलिंग संबंधी उपकरणों में मध्यवर्ती उपकरणों के उपयोग की विशेषताओं को ध्यान में रखते हुए, निम्न तापमान वाली प्रक्रियाओं हेतु बहु-प्रवाह वाले हीट एक्सचेंजर नेटवर्क की व्यवस्था की गई। इस व्यवस्था को लागू करने के बाद कूलिंग संबंधी उपकरणों में ऊर्जा-उपयोग 44.5% तक कम हो त्सिंगहुआ विश्वविद्यालय के रसायन इंजीनियरिंग विभाग की “प्रक्रिया प्रणाली इंजीनियरिंग” अनुसंधान संस्थान ने उच्च लचीलेपन एवं कम संवेदनशीलता वाली हीट एक्सचेंज नेटवर्क सिमुलेशन प्रणाली “HEXTH” तथा पूरे संयंत्र की ऊर्जा प्रणाली के अनुकूलन हेतु उपकरण “TSES” का विकास किया। इन उपकरणों का उपयोग यानशान पेट्रोकेमिकल्स, किलू पेट्रोकेमिकल्स एवं जिन्शी पेट्रोकेमिकल्स जैसी कंपनियों में किया गया है। एथिलीन उत्पादन संयंत्रों के सिमुलेशन एवं अनुकूलन हेतु, GK-V प्रकार के एथिलीन क्राकिंग फर्नेसों के लिए PYRO-SimP नामक सिमुलेशन एवं विश्लेषण प्रणाली, तथा EPSOS नामक सिमुलेशन एवं अनुकूलन प्रणाली विकसित की गई। लान्झोउ पेट्रोकेमिकल्स के छोटे एथिलीन उत्पादन संयंत्रों हेतु क्राकिंग अभिक्रियाओं संबंधी मॉडल एवं संपूर्ण ऑपरेशन प्रक्रिया हेतु अनुकूलन मॉडल भी विकसित किए गए। इन मॉडलों ने संयंत्रों के संचालन में महत्वपूर्ण मार्गदर्शन प्रदान किया, जिससे डाइएन्थीन उत्पादन में वृद्धि हुई एवं संयंत्रों में एथिलीन उत्पादन हेतु आवश्यक ऊर्जा की मात्रा में कमी आई। इसके अलावा, PIL कंपनी के HEAT-int सॉफ्टवेयर एवं त्सिंगहुआ विश्वविद्यालय के HEATSim सॉफ्टवेयर का उपयोग करके, प्रक्रिया-चरणों में ऊष्मा-पुनर्प्राप्ति प्रणालियों के अनुकूलन हेतु एक सॉफ्टवेयर-प्लेटफॉर्म विकसित किया गया है। यह प्लेटफॉर्म, ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के स्वचालित डिज़ाइन एवं संशोधन, तथा उन नेटवर्कों के सिमुलेशन एवं अनुकूलन आदि कार्यों हेतु उपयोगी है। ； PIL कंपनी के SITE-int सॉफ्टवेयर एवं त्सिंगहुआ विश्वविद्यालय के HEATSim सॉफ्टवेयर का उपयोग करके, पूरे संयंत्र की भाप-चालित ऊर्जा-संबंधी प्रणालियों के अनुकूलन हेतु एक सॉफ्टवेयर विकसित किया गया है। यह सॉफ्टवेयर, ऊर्जा-संबंधी प्रणालियों का विश्लेषण, भाप-चालित ऊर्जा उत्पादन संबंधी लक्ष्यों का विश्लेषण एवं अनुकूलन, तथा ऊर्जा-संबंधी प्रणालियों का सिमुलेशन आदि कार्य कर सकता है। चीनी विज्ञान अकादमी की प्रक्रिया अनुसंधान संस्था ने जापानी कंपनी मित्सुबिशी के सहयोग से भारी तेल के विलंबित कोकिंग प्रक्रमों का सिमुलेशन सिस्टम विकसित किया। कार्बन घटकों संबंधी मॉडल भी विकसित किए गए, एवं विलंबित कोकिंग रिएक्टरों संबंधी मॉडल भी तैयार किए गए। Pro/II सॉफ्टवेयर के इंटरफेस के माध्यम से इन मॉडलों को Pro/II सॉफ्टवेयर में सफलतापूर्वक शामिल किया गया। ； स्वतंत्र रूप से, विलंबित कोकिंग प्रक्रिया के संपूर्ण चरणों के सिमुलेशन हेतु विशेष सॉफ्टवेयर विकसित किया गया है; यह सॉफ्टवेयर, मौजूदा वाणिज्यिक सिमुलेशन सॉफ्टवेयरों से पूरी तरह स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकता है ； इफेक्टिव एनर्जी के आधार पर, पूरी प्रक्रिया में ऊर्जा-दक्षता का विश्लेषण करने हेतु एक मॉडल एवं डेटाबेस सिस्टम प्रस्तुत किया गया है। इसके द्वारा कच्चे माल, प्रवाहित ऊर्जा, विभिन्न इकाइयों, एवं पूरी प्रक्रिया में ऊर्जा-उपयोग की दक्षता एवं ऊर्जा-हानि के कारणों का विश्लेषण किया जा सकता है। यह सिस्टम अकेले भी कार्य कर सकता है; साथ ही Pro/II, Aspen जैसे प्रक्रिया-सिमुलेशन सॉफ्टवेयरों के साथ भी जुड़ सकता है। (3) प्रमुख तकनीकों का अनुसंधान एवं उनका वर्तमान उपयोग:
① ऊर्जा-उपयोग मूल्यांकन विधियाँ: वर्तमान में, विदेशी रिफाइनरी कंपनियों एवं तेल कंपनियों द्वारा सर्वाधिक स्वीकृत ऊर्जा-उपयोग मूल्यांकन सूचकांकों में “सोलोमन कंपनी” द्वारा प्रस्तावित “ऊर्जा-घनत्व सूचकांक” (EII) एवं “KBC कंपनी” द्वारा प्रस्तावित “सर्वोत्तम प्रौद्योगिकी सूचकांक” (Best Technology, BT) शामिल हैं। इसके अलावा, शेल कंपनी के पास भी ऊर्जा-खपत का मूल्यांकन करने हेतु अपने स्वयं के संकेतक CEL (Correct Energy Loss) हैं; लेकिन ऊर्जा-खपत संबंधी तुलनाओं हेतु फिर भी सोलोमन के EII सूचकांक का उपयोग आवश्यक है। इनमें से, EII सूचकांक का निर्धारण रिफाइनरी की कुल ऊर्जा खपत, उपकरणों की उपयोगक्षमता, उपकरणों द्वारा खपत होने वाली ऊर्जा, एवं सिस्टम के बाहरी हिस्सों में ऊर्जा खपत जैसे मुख्य कारकों के आधार पर किया जाता है। यह सूचकांक, रिफाइनरी की स्थितियों, इनपुट स्तर, संचालन स्थितियों, एवं उत्पाद की गुणवत्ता के ऊर्जा खपत पर पड़ने वाले प्रभावों को दर्शाता है। यह रिफाइनरी की जटिलता को ध्यान में रखकर निर्धारित किया गया एक समग्र ऊर्जा खपत सूचकांक है; इसका उपयोग विभिन्न उद्यमों के बीच प्रतिस्पर्धा की तुलना के लिए किया जाता है। केबीसी कंपनी का बीटी सूचकांक, विभिन्न उद्यमों की वर्तमान ऊर्जा-खपत एवं उनके सर्वोत्तम स्तर के बीच के अंतर की तुलना के आधार पर ही उद्यमों की रैंकिंग करता है। यह सूचकांक, कच्चे माल, उत्पादन प्रक्रियाओं एवं उपकरणों के ऊर्जा-खपत पर पड़ने वाले प्रभावों को ठीक से दर्शाता है; साथ ही, रासायनिक उद्यमों में ऊर्जा-खपत संबंधी कमजोरियों की पहचान भी करता है। इससे उद्यमों को अपनी ऊर्जा-प्रणालियों को बेहतर बनाने हेतु उचित दिशा-निर्देश मिलते हैं। चूँकि उपरोक्त संकेतक अपेक्षाकृत वस्तुनिष्ठ होते हैं, एवं ऊर्जा-बचत की संभावनाओं का पता लेने एवं ऊर्जा-बचत संबंधी कार्यों में मार्गदर्शन देने हेतु उपयोगी होते हैं; इसलिए विदेशी रसायन एवं तेल शोधन कंपनियों में ऊर्जा-प्रणालियों के अनुकूलन हेतु इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, चूँकि ऊर्जा मूल्यांकन विधियों से संबंधित विशिष्ट अनुसंधान सामग्री उपरोक्त कंपनी की प्रमुख तकनीकों में से एक है, इसलिए इस विशिष्ट अनुसंधान सामग्री को बाहरी लोगों के लिए प्रकाशित या हस्तांतरित नहीं किया जाता है। घरेलू तेल शोधन कंपनियाँ आम तौर पर 1980 के दशक में अमेरिकी कंपनी अमोको द्वारा प्रस्तावित तेल शोधन हेतु समग्र ऊर्जा खपत एवं प्रति इकाई ऊर्जा खपत संबंधी सूचकांकों का ही उपयोग करती हैं; जबकि रसायन उद्योग में तो हमेशा से ही रसायनिक उत्पादों हेतु समग्र ऊर्जा खपत संबंधी सूचकांकों का ही उपयोग किया जाता है। वर्ष 2005 में, चाइना पेट्रोकेमिकल्स ने मौजूदा तेल शोधन संबंधी ऊर्जा खपत मापदंडों में संशोधन किया। ऐसा मुख्य रूप से वर्तमान में तेल शोधन संयंत्रों में हो रहे उत्पादन प्रक्रियाओं में परिवर्तनों के कारण किया गया, ताकि प्रत्येक तेल शोधन संयंत्र के लिए ऊर्जा खपत संबंधी मापदंडों में समायोजन किया जा सके। वर्ष 2006 में, चाइना पेट्रोलियम ने एथिलीन उत्पादों के उत्पादन हेतु आवश्यक ऊर्जा की गणना संबंधी मानदंडों में संशोधन किया। इसमें गणना की सीमाओं में बदलाव किया गया, एवं डाइएन उत्पादन हेतु आवश्यक ऊर्जा जैसे संकेतकों को भी शामिल किया गया। उपर्युक्त ऊर्जा-उपयोग मूल्यांकन संकेतकों का लाभ यह है कि इनसे ऊर्जा-उपयोग की अवधारणा सरल हो जाती है; इससे विभिन्न उपकरणों/प्रणालियों के बीच ऊर्जा-उपयोग की तुलना आसान हो जाती है। हालाँकि, इनका उपयोग केवल पूरे संयंत्र/प्रणाली के ऊर्जा-उपयोग स्तर के विश्लेषण हेतु ही किया जा सकता है। इनसे कच्चे माल, प्रक्रियाओं, उपकरणों आदि के उपकरणों/प्रणालियों के ऊर्जा-उपयोग पर पड़ने वाले प्रभावों का विश्लेषण नहीं किया जा सकता। विशेष रूप से, उपकरणों/प्रणालियों में ऊर्जा-उपयोग संबंधी महत्वपूर्ण संकेतकों की तुलना भी इनसे नहीं की जा सकती। इसलिए, इनका उपयोग उपकरणों/प्रणालियों में ऊर्जा-बचत की संभावनाओं का विश्लेषण करने हेतु नहीं किया जा सकता। ②रिफाइनिंग प्रक्रियाओं के सिमुलेशन एवं अनुकूलन हेतु उपयोग की जाने वाली तकनीकों एवं सॉफ्टवेयरों में मुख्य रूप से तीन विधियाँ शामिल हैं – अनुक्रमिक मॉड्यूल विधि, समीकरणों का उपयोग करने वाली विधि, एवं संयुक्त मॉड्यूल विधि। इनमें से, अनुक्रमिक मॉड्यूल विधि ऐसी ही एक विधि है, जिसमें सिस्टम मॉडल की गणना एक-एक मॉड्यूल के आधार पर की जाती है। चूँकि यह विधि सरल एवं समझने में आसान है, इसलिए वर्तमान में उपयोग में आने वाले अधिकांश रासायनिक/प्रसंस्करण प्रक्रियाओं संबंधी सिमुलेशन सॉफ्टवेयर इसी विधि पर आधारित हैं। अपघटन-संश्लेषण प्रक्रियाओं के अनुकूलन हेतु उपयोग में आने वाली विधियों में मुख्य रूप से गणितीय नियोजन विधि, कृत्रिम बुद्धिमत्ता विधि, एवं “पॉइंट-ऑफ-इंटरसेप्शन” विधि शामिल हैं (जिसका उपयोग मुख्य रूप से ऊष्मा- नीचे दिए गए सिमुलेशन-ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयर उत्पाद, मुख्य रूप से उपरोक्त सिमुलेशन एवं ऑप्टिमाइजेशन विधियों पर ही आधारित हैं। पेट्रो-SIM एक पूर्ण कार्यक्षमता वाला ग्राफिकल प्रक्रिया सिमुलेटर है। यह सिमुलेटर, उद्योग में अग्रणी KBC Profimatics तकनीक एवं प्रमाणित रिफाइनरी प्रक्रिया मॉडलों को आपस में जोड़ता है; इसे HYSYS.Refinery इंटरफ़ेस के आधार पर विकसित किया गया है। पेट्रो-SIM, एक “डेस्कटॉप रिफाइनरी” बनाने में सहायक है; साथ ही, यह रिफाइनिंग प्रक्रियाओं से संबंधित विभिन्न मॉडल भी प्रदान करता है। इनमें कैटलिटिक फ्रैक्शनिंग उपकरण, कैटलिटिक रीफॉर्मिंग उपकरण, हाइड्रोजनीकरण उपकरण, हाइड्रोजनीकरण द्वारा शुद्धिकरण (जिसमें नॉर्मल ऑयल, डीज़ल ऑयल, वैक्स ऑयल एवं स्लैग ऑयल का हाइड्रोजनीकरण शामिल है), डिले फ्यूजनिंग, आरोमैटिक डाइस्मराइजेशन, आइसोमराइजेशन आदि शामिल हैं। इस सॉफ्टवेयर का उपयोग दुनिया भर की 120 से अधिक रिफाइनरी/प्रसंस्करण कंपनियों में किया जा रहा है; उत्पादन योजनाओं के अनुकूलन, PIP एवं ऊर्जा प्रणालियों के अनुकूलन में यह सॉफ्टवेयर बेहतरीन परिणाम दे रहा है। एस्पेन रेफसिस, एस्पेन कंपनी द्वारा, परिपक्व सामान्य प्रक्रिया-सिमुलेशन सिस्टम “हाइसिस” को आधार बनाकर विकसित किया गया एक उत्कृष्ट सॉफ्टवेयर है। इसमें एस्पेन एवं विश्व प्रसिद्ध तेल-संसाधन तकनीक कंपनी UOP के विभिन्न तेल-संसाधन प्रक्रिया-मॉडल (जैसे कि उत्प्रेरक-आधारित विघटन, उत्प्रेरक-आधारित पुनर्संरचना, हाइड्रोजन-आधारित विघटन एवं हाइड्रोजन-आधारित शुद्धिकरण) भी शामिल हैं। यह सॉफ्टवेयर तेल-संयंत्रों में होने वाली सभी प्रक्रियाओं के सिमुलेशन हेतु उपयोगी है; इसकी मदद से तेल-संयंत्रों में कार्यप्रणालियों में सुधार किया जा सकता है, एवं संयंत्र के लाभों का अधिक सटीक रूप से अनुमान लगाया जा सकता है। वर्तमान में, विश्व के शीर्ष 25 तेल कंपनियों में से 23 कंपनियाँ इस उत्पाद का उपयोग कर रही हैं। एस्पेन प्लस, एस्पेन कंपनी द्वारा विकसित एक रासायनिक प्रक्रिया-सिमुलेशन उपकरण है। यह निरंतर प्रक्रियाओं में गुणवत्ता एवं ऊर्जा संतुलन संबंधी समस्याओं को हल करने में सक्षम है। इसमें विस्तृत डेटाबेस, विभिन्न प्रकार के उत्पाद, एवं उत्कृष्ट एकीकरण क्षमताएँ भी हैं। यह एकमात्र ऐसा सिमुलेशन सॉफ्टवेयर है जो “सीक्वेंशियल मॉड्यूल SM” एवं “सिस्टम ऑफ इक्वेशन्स EO” दोनों तरह की गणना विधियों को एक ही उपकरण में प्रदान करता है। इसमें घटकों, भौतिक गुणों एवं अवस्था-समीकरणों के अलावा, कई प्रकार के ऑपरेशनल मॉड्यूल भी हैं; साथ ही इसमें मॉडलों एवं प्रक्रियाओं के विश्लेषण हेतु शक्तिशाली सुविधाएँ भी उपलब्ध हैं। इन्वेनसिस कंपनी का PRO/II उत्पाद, एक सामान्य रासायनिक प्रक्रियाओं के सिमुलेशन हेतु उपयोग में आने वाला सॉफ्टवेयर है। इसकी उत्पत्ति 1967 में सिमस्काई कंपनी द्वारा विकसित “SP05” नामक पहले तेल शोधन सिमुलेटर से हुई। वर्ष 1973 में, सिमसाइंस ने प्रोसेस चार्टों पर आधारित सिमुलेटर विकसित किए। वर्ष 1979 में, इसने पीसी पर आधारित प्रोसेस सिमुलेशन सॉफ्टवेयर “प्रोसेस” भी विकसित किया; यही सॉफ्टवेयर बाद में “PRO/II” के रूप में जाना गया। PRO/II में एक व्यापक भौतिक गुणों का डेटाबेस, शक्तिशाली थर्मोडायनामिक गणना प्रणाली, एवं 40 से अधिक यूनिट ऑपरेशन मॉड्यूल हैं। इनका उपयोग प्रक्रियाओं के स्थिर-अवस्था सिमुलेशन, भौतिक गुणों की गणना, उपकरणों के डिज़ाइन, लागत/आर्थिक मूल्यांकन, पर्यावरणीय मूल्यांकन एवं अन्य गणनाओं हेतु किया जा सकता है। ROMeo, इन्वेनसिस कंपनी एवं शेल कंपनी द्वारा संयुक्त रूप से विकसित एक नई पीढ़ी की ऑनलाइन अनुकूलन प्रणाली है; इसमें खुली आधारभूत संरचना है। इसमें इन्वेनसिस कंपनी की थर्मोडायनामिक्स एवं इकाई-प्रक्रियाओं संबंधी विशेषज्ञता, एवं शेल कंपनी की गणितीय मॉडलिंग एवं अनुकूलन एल्गोरिथ्मों संबंधी उन्नत तकनीकें शामिल हैं। यह एक ऐसी ऑनलाइन सिमुलेशन/अनुकूलन प्रणाली है, जो कठोर वैज्ञानिक सिद्धांतों पर आधारित है, एवं तर्कों के आधार पर समाधान खोजने में सहायक है। यह तेल शोधन प्रक्रियाओं के सिमुलेशन एवं अनुकूलन हेतु एक व्यापक सॉफ्टवेयर समाधान है। ROMeo, एक्सॉनमोबिल कंपनी द्वारा प्रक्रियाओं के ऑनलाइन अनुकूलन हेतु उपयोग में आने वाला मानक सॉफ्टवेयर बन चुका है। यूनिसिम, हनीवेल कंपनी द्वारा वर्ष 2005 में HYSYS एवं UOP तकनीकों के आधार पर विकसित किया गया एक नई पीढ़ी का प्रक्रिया-सिमुलेशन सॉफ्टवेयर है। यह डिज़ाइन, सिमुलेशन, ऑनलाइन अनुकूलन एवं ऑपरेटरों के प्रशिक्षण संबंधी कार्यों को एक ही उत्पाद-प्लेटफॉर्म में एकीकृत करता है; साथ ही, ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के अनुकूलन एवं प्रक्रियाओं के संश्लेषण जैसी तकनीकों को और बेहतर बनाता है। http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz/xjFI9op4iaCnc9dCDiaNApMFYyfeIia5R1ia6dtaryM36g6VMibVibJIXF7Nng7BF5ficvYD5mSVT9BRmKZOaiax3Q2JfQ/0?wx_fmt=png
③ रिफाइनरी प्लांटों में प्रयोग होने वाली महत्वपूर्ण उपकरणों का सिमुलेशन एवं अनुकूलन संबंधी तकनीकें एवं सॉफ्टवेयर। सामान्य दबाव वाले आसवन उपकरण, रिफाइनरी प्लांटों में सबसे महत्वपूर्ण उपकरण हैं; इनमें प्रारंभिक आसवन टॉवर, सामान्य दबाव वाले टॉवर एवं कम दबाव वाले टॉवर शामिल हैं। ये टॉवर मध्यवर्ती इनपुट, कई आउटपुट एवं मध्यवर्ती रिफ्लक्स जैसी जटिल प्रक्रियाओं को संभालते हैं। ऐसे जटिल आसवन टॉवरों के सिमुलेशन हेतु प्रमुख विधियों में “प्लेट-दर-प्लेट गणना विधि”, “मैट्रिक्स विधि” एवं “एफ-फैक्टर विधि” शामिल हैं। इनमें सबसे अधिक उपयोग में आने वाली विधि “प्लेट-दर-प्लेट गणना विधि” है। इसके लिए कई सिमुलेशन मॉड्यूल भी विकसित किए गए हैं; जैसे कि Aspen RefSys का PetroleumDistillation Column मॉड्यूल, Petro-SIM का DIS-SIM मॉड्यूल, एवं Aspen Plus का PetroFrac मॉड्यूल आदि। इन मॉड्यूलों का उपयोग कई रिफाइनरियों में किया गया है, एवं ये हमेशा संतोषजनक सटीकता प्रदान करते हैं। कैटालिटिक क्रैकिंग यूनिट, तेल शोधन संयंत्रों में एक महत्वपूर्ण द्वितीयक प्रसंस्करण उपकरण है; इसके अनुकरण एवं अनुशीलन का मुख्य आधार ‘अभिक्रिया-पुनरुत्पादन प्रणाली’ है। वर्तमान में, घरेलू एवं विदेशी स्तर पर विकसित किए गए संबंधित सिमुलेशन/ऑप्टिमाइजेशन सॉफ्टवेयरों में एस्पेन कंपनी के Aspen FCC एवं Aspen RefSYSCatCracker, KBC कंपनी का FCC-SIM, शेल कंपनी का SHARC आदि शामिल हैं; इसके अलावा घरेलू स्तर पर लुयाओयांग पेट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग कंपनी द्वारा विकसित FCCM भी इनमें शामिल है। इसमें, एस्पेन एफसीसी सॉफ्टवेयर के अभिक्रिया मॉडल में ऐसे 21 समूहीकृत अभिक्रिया-गतिकी मॉडलों का उपयोग किया गया है, जो वर्तमान में कैटालिटिक क्रैकिंग अभिक्रियाओं का वर्णन करने हेतु सबसे व्यापक एवं परिपक्व मॉडल हैं। ये मॉडल कैटालिटिक क्रैकिंग अभिक्रियाओं की प्रक्रिया का तर्कसंगत रूप से वर्णन करने में सहायक हैं। रिएक्टर मॉडल में एक प्री-लिफ्टिंग खंड एवं दो अभिक्रिया-खंड शामिल हैं। उत्पादों के पृथक्करण हेतु संबंधात्मक विधियों का उपयोग किया गया है; इससे आवश्यकतानुसार आवेश की विशेषताओं, संचालन-शर्तों आदि में परिवर्तन होने पर उत्पादों के वितरण एवं गुणों में होने वाले परिवर्तनों का अनुकरण किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, संयंत्र के अनुकूलन हेतु भी गणनाएँ की जा सकती हैं। अनुकूलन-लक्ष्य के रूप में किसी विशिष्ट उत्पाद की अधिकतम उपज या संयंत्र की अधिकतम आर्थिक लाभप्रदता निर्धारित की जा सकती है। अनुकूलन-चरों में कच्चे माल का पूर्व-तापन-तापमान, रिएक्टर-निकास-तापमान, पुनर्जनन-धुएँ में ऑक्सीजन की मात्रा, सेडिमेंटेशन-दबाव, पुनर्जनन-दबाव, पुनर्उपयोगी तेल का प्रवाह, कैटालिस्ट की सक्रियता आदि शामिल हैं। Aspen RefSYSCatCracker एक सरल एवं उपयोग में आसान, व्यापक तंत्र-आधारित मॉडल है। यह Aspen RefSYS में पाया जाने वाला एक रिफाइनिंग यूनिट मॉड्यूल है, एवं इसे पूरी फैक्ट्री की प्रक्रियाओं में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है। KBC कंपनी का FCC-SIM, कैटालिटिक क्रैकिंग प्रक्रिया का एक सिमुलेशन मॉडल है। इसमें कोक दहन की गतिकी के सिद्धांतों के आधार पर ऊष्मा संतुलन मॉडल विकसित किया गया है। इसमें रिएक्टर, रीजेनरेटर आदि संबंधी विस्तृत गतिकीय मॉडल भी शामिल हैं। कैटालिस्ट की सक्रियता संबंधी मॉडल के आधार पर, किसी विशिष्ट कैटालिटिक क्रैकिंग यूनिट के लिए उपयुक्त कच्चा माल, रूपांतरण दर एवं कैटालिस्ट चुना जा सकता है। शेल कंपनी द्वारा 1995 में विकसित SHARC भी एक कठोर यांत्रिक मॉडल है; इसका उपयोग कच्चे माल, उत्प्रेरक एवं संचालन शर्तों में परिवर्तनों के प्रभावों का अनुमान लगाने हेतु किया जा सकता है। इस मॉडल को अब तक 7 बार अपग्रेड किया जा चुका है। यह मॉडल सबसे पहले उपकरण में कार्बन एवं ऊष्मा के संतुलन की गणना करता है; इसके बाद कच्चे माल, उत्प्रेरकों की मात्रा, एवं संचालन संबंधी परिस्थितियों में होने वाले परिवर्तनों के प्रभावों का अनुमान लगाता है। इससे उपयोगकर्ता कच्चे माल के चयन एवं अनुकूलन, उत्प्रेरकों के मूल्यांकन एवं नियंत्रण के माध्यम से उपकरण के संचालन को बेहतर बना सकता है। ； शेल की अनूठी कच्चे माल विशेषता निर्धारण तकनीकों का उपयोग किया जाता है; उदाहरण के लिए, अवाष्पशील कोक (NVC) का उपयोग करके कोक उत्पादन दर का अनुमान लगाना, कॉनरैडसन कार्बन अवशेष विधि की तुलना में अधिक सटीक होता है। ； इसकी संरचना खुली है; इसलिए इसे अन्य ऑनलाइन ऑप्टिमाइज़रों एवं रिफाइनरियों के लिए उपयोग में आने वाले रैखिक प्रोग्रामिंग मॉडलों के साथ आसानी से जोड़ा जा सकता है। लुयांग पेट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग कंपनी द्वारा विकसित FCCM, भारी तेल के उत्प्रेरक विघटन संबंधी 13-चरणीय गतिकीय मॉडल, उत्प्रेरक पुनर्जनन संबंधी गतिकीय मॉडल, एवं रिजेनरेटर में प्रवाह/स्थानांतरण संबंधी मॉडलों पर आधारित है। यह विभिन्न प्रकार के रिएक्टरों एवं रिजेनरेटरों के लिए उपयुक्त है। कैटालिटिक रीफॉर्मिंग, तेल शोधन संयंत्रों में प्रयोग होने वाले महत्वपूर्ण द्वितीयक प्रसंस्करण उपकरणों में से एक है। रीफॉर्मिंग अभिक्रिया की गतिविज्ञानीय प्रक्रियाओं का अध्ययन एवं विकास, रीफॉर्मिंग उपकरणों के पूरे प्रक्रिया-चक्र का अनुकरण करने हेतु आवश्यक है। चूँकि इस अभिक्रिया में 300 से अधिक यौगिक शामिल हैं, एवं यहाँ साइक्लोअल्केनों का डिहाइड्रोजनीकरण/एरोमेटाइजेशन, अल्केनों का डिहाइड्रोजनीकरण/साइक्लीकरण, आइसोमराइजेशन, हाइड्रोजनीकरण/क्रैकिंग जैसी अभिक्रियाएँ होती हैं; इसलिए ये अभिक्रियाएँ या तो एक के बाद एक होती हैं, या समानांतर रूप से, या आपस में जुड़ी होती हैं। इस प्रकार एक जटिल अभिक्रिया-तंत्र बन जाता है। इसलिए, अभिक्रिया-गतिकी संबंधी मॉडल विकसित करने हेतु सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि विभिन्न घटकों को उचित तरीके से सरल बनाया जाए, एवं घटकों के बीच के अभिक्रिया-संबंधों को व्यवस्थित किया ज वर्तमान में, देश-विदेश के विद्वानों द्वारा कई “समग्र प्रतिक्रिया गतिकी मॉडल” विकसित किए गए हैं; जिनमें स्मिथ का 4-समग्र मॉडल, रैमेज का 13-समग्र मॉडल, वेंग हुईशिन एवं अन्य द्वारा प्रस्तुत 16-समग्र मॉडल, जॉर्ज का 24-समग्र मॉडल, एवं फ्रोमेंट का 28-समग्र मॉडल शामिल हैं। सबसे प्रतिनिधिक मॉडल है रैमेज का 13-घटकीय मॉडल; इस मॉडल का उपयोग औद्योगिक उपकरणों के संचालन, प्रक्रियाओं की निगरानी, खराबियों का निदान, संचालन एवं डिज़ाइन में अनुकूलन, तथा अनुसंधान एवं विकास हेतु मार्गदर्शन आदि के लिए किया जाता है। इसके कारण उल्लेखनीय आर्थिक लाभ प्राप्त हुए हैं। वर्तमान में, कुछ सामान्य प्रक्रिया-सिमुलेशन सॉफ्टवेयरों में उत्प्रेरक-पुनर्संश्लेषण अभिक्रियाओं के मॉडल शामिल हैं; जैसे कि Aspen RefSYS का Reformer मॉड्यूल, एवं KBC का Ref-SIM मॉड्यूल। एस्पेन रेफसिस में अंतर्निहित कैटालिटिक रीफॉर्मिंग प्रतिक्रिया मॉडल, निरंतर रीफॉर्मिंग एवं अर्ध-पुनर्जननीय रीफॉर्मिंग उपकरणों का अनुकरण कर सकता है; इसमें कैटालिस्ट धातु के लोड एवं कैटालिस्ट के इतिहास के आधार पर कैटालिस्ट की निष्क्रियता दर निर्धारित की जा सकती है। KBC कंपनी के REF-SIM में निरंतर पुनर्संश्लेषण, आंशिक पुनर्संश्लेषण एवं चक्रीय इकाइयों संबंधी मॉडल हैं; इनमें कार्बन की संख्या एवं प्रकार के आधार पर होने वाली गतिकीय अभिक्रियाओं का विस्तृत वर्णन भी शामिल है। हाइड्रोक्रैकिंग उपकरण, उच्च गुणवत्ता वाले हल्के तेलों के उत्पादन हेतु एक महत्वपूर्ण उपकरण है; इसके मॉडलिंग हेतु सख्त मानकों का पालन आवश्यक है। वर्तमान में, हाइड्रोक्रैकिंग अभिक्रियाओं के लिए कुछ प्रमुख गतिकीय मॉडल हैं; जिनमें से 1) उत्पादों की संख्या एवं उनके उबलने के तापमानों के आधार पर विभाजित चार-समूहीय मॉडल भी शामिल है। इस मॉडल को रोमाश्किन डिस्टिलेट एवं अलान्स डिस्टिलेट पर लागू किया गया, एवं निश्चित तापमान/दबाव की स्थितियों में इस मॉडल द्वारा प्राप्त परिणाम, प्रयोगात्मक परिणामों के समान ही रहे। ； 2) संकीर्ण विभाजन वाला बहु-संचयी अभिक्रिया गतिशीलता मॉडल – यह मॉडल, विस्तृत घटकों की उबलने की सीमाओं के आधार पर उत्पादों की उबलने की सीमाओं एवं उत्पादन दरों का अनुमान लगाने में प्रभावी है; इसके अलावा, यह मॉडल प्रायोगिक आंकड़ों के अनुरूप ही कार्य करता है। इसलिए, इस मॉडल का उपयोग ऐसे उत्पादों की उत्पादन दरों का अनुमान लगाने हेतु भी किया जा सकता है, जिनका अभी तक परीक्षण नही ； 3) उबालने के तापमान एवं रासायनिक गुणों के आधार पर वर्गीकृत सात समूहों वाला मॉडल। वर्तमान में, हाइड्रोजनीकरण-अपघटन संबंधी सिमुलेशन सॉफ्टवेयरों में Aspen RefSys का Hydrocracker मॉडल एवं KBC का HCR-SIM मॉडल शामिल हैं। इनमें, हाइड्रोक्रैकर मॉडल में सभी महत्वपूर्ण अभिक्रियाओं के मॉडल शामिल हैं; जैसे कि हाइड्रोडीसल्फराइजेशन, हाइड्रोडीनाइट्रोजनेशन, धातुओं का निष्कासन, ओलेफिनों एवं एरोमैटिक यौगिकों का संतृप्तीकरण, वलयों का विघटन, पैराफिनों का विखंडन, पैराफिनों का आइसोमरीकरण, एवं उत्प्रेरकों का निष्क्रिय होना। KBC का HCR-SIM मॉडल भी सभी महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं को शामिल करता है; विस्तृत ऊष्मा-संतुलन गणनाओं के द्वारा अभिक्रिया-बिस्तर के तापमान में होने वाले परिवर्तनों का आकलन किया जा सकता है, जिससे उत्पादों एवं हाइड्रोजन की खपत का सटीक अनुमान लगाया जा सकता है। हाइड्रोजनीकरण शुद्धिकरण प्रक्रिया में रिएक्टर, वाष्प-तरल विभाजक, ऊष्मा-आदान उपकरण, स्ट्रिपिंग टॉवर, सेंट्रीफ्यूजल कंप्रेसर आदि शामिल हैं। अभिक्रिया-गतिकीय मॉडलों में ऑलिफिनों के संतृप्तीकरण मॉडल, सल्फर हटाने के मॉडल, नाइट्रोजन हटाने के मॉडल, ऑक्सीजन हटाने के मॉडल, एरोमैटिक्स के संतृप्तीकरण मॉडल, एरोमैटिक्स के विघटन मॉडल, एवं एलाइन्स के विघटन मॉडल आदि शामिल हैं। वर्तमान में, हाइड्रोजनीकरण प्रक्रिया के सिमुलेशन हेतु उपयोग में आने वाले सॉफ्टवेयरों में Aspen RefSys का Hydrotreator मॉडल एवं KBC का DHTR-SIM मॉडल शामिल हैं। हाइड्रोट्रीटर मॉडल में, विशेष प्रकार के डिस्टिलेट तेल, वैक्स ऑयल एवं स्लैग ऑयल संबंधी सामग्रियों के लिए अलग-अलग मॉडल शामिल हैं। ； DHTR-SIM मॉडल में, हाइड्रोजनीकरण द्वारा सल्फर/नाइट्रोजन हटाने, एरोमैटिक यौगिकों के संतृप्तीकरण एवं विघटन जैसी सभी महत्वपूर्ण अभिक्रियाओं का सटीक गतिकीय विवरण दिया गया है। इसके द्वारा अत्यधिक कम सल्फर सांद्रता वाले पदार्थों से सल्फर हटाने की प्रक्रिया का भी सटीक विवरण प्राप्त किया जा सकता है। विलंबित कोकिंग उपकरणों संबंधी यांत्रिक मॉडलों पर लिखे गए शोधपत्र बहुत कम हैं। वर्तमान में उपलब्ध कोकिंग उपकरणों संबंधी सिमुलेशन सॉफ्टवेयरों में KBC का DC-SIM, लुयाओयांग पेट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग कंपनी का DCLK, एवं चीनी विज्ञान अकादमी के प्रक्रिया विज्ञान संस्थान द्वारा विकसित भारी तेलों के लिए विलंबित कोकिंग प्रक्रिया सिमुलेशन सिस्टम शामिल हैं। इनमें से, KBC कंपनी का DC-SIM सॉफ्टवेयर, विलंबित कोकिंग प्रक्रिया के अनुकरण हेतु एक मॉडल है। यह कोक टॉवर का तापमान, परिचालन दबाव, चक्रीय अनुपात एवं कच्चे माल के गुणों जैसे महत्वपूर्ण प्रक्रियात्मक पैरामीटरों के प्रभावों का अनुकरण कर सकता है। इसे Petro-SIM में भी उपयोग किया जा सकता है। लुयानगांग पेट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग कंपनी का DCLK सॉफ्टवेयर, कोकिंग प्रक्रिया से संबंधित गतिशील अभिक्रिया-गतिकी मॉडलों पर आधारित है। यह एक ऐसा सॉफ्टवेयर है जो औद्योगिक डिले डीकोकिंग प्रक्रियाओं का डायनामिक अनुकरण एवं अनुकूलन करने में सहायक है। यह सॉफ्टवेयर, औद्योगिक डिले डीकोकिंग उपकरणों की अस्थिरता जैसी विशेषताओं को दर्शा सकता है; साथ ही, किसी भी समय पर कोक टॉवर में उत्पन्न होने वाले उत्पादों की मात्रा, एवं कोक टॉवर में मौजूद विभिन्न पदार्थों की संरचना का अनुमान भी लगा सकता है। चीनी विज्ञान अकादमी एवं जापानी कंपनी मित्सुबिशी के सहयोग से विकसित यह भारी तेलों के डिले फोर्किंग प्रक्रिया सिमुलेशन सिस्टम, डिले फोर्किंग रिएक्टर मॉडल, पूरी प्रक्रिया का सिमुलेशन, प्रभावी ऊर्जा-दक्षता विश्लेषण हेतु मॉडल एवं डेटाबेस सिस्टम आदि से लैस है। यह सिस्टम अकेले भी कार्य कर सकता है; साथ ही Pro/II, Aspen जैसे प्रक्रिया-सिमुलेशन सॉफ्टवेयरों के साथ भी जुड़ सकता है। एथिलीन उत्पादन संयंत्रों में ऊर्जा-बचत हेतु अनुकूलन के मुख्य तरीकों में विघटन अभिक्रियाओं का सिमुलेशन-आधारित अनुकूलन एवं ठंडे क्षेत्रों से संबंधित सिमुलेश वर्तमान में, अपघटन अभिक्रिया मॉडलों को निम्नलिखित 3 श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: अनुभवजन्य गतिकीय मॉडल, जिसका उदाहरण KSF अपघटन गहराई फलन एवं PONA मान द्वारा अपघटन प्रक्रिया के उत्पाद वितरण का वर्णन करने वाला मॉडल है। ； कुमार मॉडल के रूप में प्रतिनिधित्व किए जाने वाले आणविक अभिक्रिया गतिकी मॉडल। ； एसपाइरो मॉडल के रूप में प्रतिनिधित्व किए जाने वाले यांत्रिक मॉडल। मुख्य सॉफ्टवेयर उत्पादों में SPYRO (TECHNIP), ECU (SHELL), OlefinSim (KBC), PYRO-SimP (त्सिंगहुा विश्वविद्यालय) आदि शामिल हैं। इनमें से, सबसे सफल मॉडल SPYRO है। इसकी नवीनतम डायनामिक्स प्रणाली में लगभग 240 विभिन्न मुक्त कणों एवं अणुओं (या समकक्ष घटकों) से संबंधित 7,000 से अधिक अभिक्रियाएँ शामिल हैं; इसके द्वारा C2 से HVGO तक के विघटन उत्पादों की मात्रा का अनुमान लगाया जा सकता है। SPYRO प्रोग्राम की गणना दो चरणों में की जाती है; पहले चरण में, सरलीकृत गतिकीय मॉडल का उपयोग करके दबाव वितरण एवं पदार्थ के तापमान वितरण की सटीक गणना की जाती है। ； दूसरे चरण में, फ्री रेडिकल अभिक्रिया सिद्धांत के आधार पर, पहले चरण में प्राप्त तापमान वितरण के आधार पर एन्थैल्पी संतुलन एवं मूलभूत अभिक्रियाओं की गतिशीलता संबंधी गणनाएँ की जाती हैं। प्रक्रिया-सिमुलेशन सॉफ्टवेयर के साथ एकीकरण के माध्यम से, SPYRO की इटरेटिव गणनाओं का उपयोग करके, प्रक्रिया में होने वाली विभिन्न गणनाओं एवं उत्पादन डेटा का गतिशील सिमुलेशन किया जाता है। इससे उत्पादन प्रक्रिया का अधिक सटीक विवरण प्राप्त होता है, जिससे एथिलीन विघटन हेतु आवश्यक कच्चे माल एवं उत्पादों की संरचना को बेहतर बनाया जा सकता है; इस प्रकार ऊर्जा-बचत एवं दक्षता में वृद्धि संभव हो जाती है। इस मॉडल का उपयोग करके विघटन भट्टियों का संचालन, कच्चे माल का चयन एवं उत्पादन प्रक्रिया को अनुकूलित किया जा सकता है; इससे इथिलीन की उत्पादन दर में 1% से 4% तक वृद्धि होने की उम्मीद है। उदाहरण के लिए, अक्टूबर 2004 के बाद, यानशान पेट्रोकेमिकल्स में इथिलीन उत्पादन हेतु आवश्यक कच्चे माल की गुणवत्ता, रिफाइनरी उपकरणों द्वारा प्रसंस्कृत तेलों के कारण धीरे-धीरे खराब होने लगी। इसके परिणामस्वरूप इथिलीन उत्पादन में कमी आई, एवं क्रैकिंग ओवनों का संचालन चक्र भी कम हो गया। क्रैकिंग हेतु आवश्यक कच्चे माल, प्रसंस्करण प्रक्रियाओं, एवं उत्पादों की संरचना आदि का विश्लेषण करके, SPYRO सॉफ्टवेयर का उपयोग करके क्रैकिंग ओवनों का सिमुलेशन किया गया। उपलब्ध ऊर्जा के विश्लेषण एवं अन्य तकनीकों का उपयोग करके, अलगाव प्रक्रियाओं, ऊष्मा आदान-प्रदान प्रक्रियाओं, एवं संचालन प्रक्रियाओं में सुधार हेतु विभिन्न योजनाएँ तैयार की गईं। यह उपकरण मार्च 2005 में कार्य करना शुरू कर गया। औद्योगिक आंकड़ों से पता चलता है कि, कार्यकाल के दौरान कोई बड़ा प्रभाव न पड़ने की स्थिति में, इथिलीन का उत्पादन लगभग 1% बढ़ गया। ④ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के सिमुलेशन एवं अनुकूलन हेतु तकनीकें एवं सॉफ्टवेयर – 1960 के दशक से ही, प्रक्रिया-डिज़ाइन संबंधी कार्यों में ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के अनुकूलन को एक महत्वपूर्ण पहलू के रूप में देखा गया। कई शोधकर्ताओं ने ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के अनुकूलन संबंधी समस्याओं पर गहन अनुसंधान किया, एवं इन तकनीकों का उपयोग वास्तविक इंजीनियरिंग कार्यों में किया गया; जिससे उल्लेखनीय आर्थिक लाभ हुए। ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के अनुकूलन हेतु प्रमुख विधियों में “जैकपॉइंट तकनीक”, “गणितीय योजना” एवं “कृत्रिम बुद्धिमत्ता” शामिल हैं। इनमें से, “क्लैंपिंग पॉइंट तकनीक” को लिनहॉफ ने 1982 में विकसित किया। यह तकनीक थर्मोडायनामिक्स के द्वितीय नियम पर आधारित है, एवं मुख्य रूप से ऊष्मा-आदान नेटवर्कों के अनुकूलन हेतु उपयोग में आती है। यह तकनीक, ऊर्जा पुनर्प्राप्ति में सीमाओं के दृष्टिकोण से काम करती है; ताप-ऊष्मा वक्रों या संबंधित आंकड़ों के आधार पर ऊर्जा पुनर्प्राप्ति में आने वाली बाधाओं का पता लिया जाता है। इसके बाद, अधिकतम ऊर्जा पुनर्प्राप्ति हेतु एक प्रारंभिक नेटवर्क तैयार किया जाता है। निवेश एवं संचालन संबंधी लागतों का विश्लेषण करके नेटवर्क में और सुधार किया जाता है, ताकि एक इष्टतम ऊष्मा-आदान नेटवर्क प्राप्त किया जा सके। वर्ष 1986 में, लिनहॉफ एवं अहमद, तथा फ्लौडास एवं अन्य शोधकर्ताओं ने स्वतंत्र रूप से हीट एक्सचेंज नेटवर्कों के अनुकूलन हेतु उपयुक्त तापमान अंतर निर्धारित करने हेतु विभिन्न विधियाँ प्रस्तुत कीं। इनमें से पहली विधि को “सुपरटारगेटिंग” (Supertargeting) कहा गया। ； वर्ष 1992 में, यिन चिंगहुआ, हुआ बेन एवं अन्य लोगों ने यह सुझाव दिया कि प्रवाह संबंधी ऊर्जा हानियों एवं इकाइयों के अनुकूलन को ध्यान में न रखने से प्राप्त परिणाम वास्तव में सर्वोत्तम नहीं हो सकते। उन्होंने प्रवाह संबंधी ऊर्जा हानियों, इकाइयों के अनुकूलन एवं ऊष्मा संचरण प्रक्रियाओं को ध्यान में रखने के प्रभावों का विस्तार से विश्लेषण किया, एवं सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने हेतु बेहतर अनुकूलन रणनीतियाँ सुझाईं। ； चैलैंड एवं सहयोगियों (1981) तथा क्लबर्ट (1982) द्वारा प्रस्तावित “डबल-मिनिमम हीट एक्सचेंज तापमान विधि” में, संयुक्त वक्रों से प्राप्त न्यूनतम हीट एक्सचेंज तापमान को HRAT के रूप में लिया जाता है; इसका उपयोग बाहर से आने वाली ऊर्जा के मान को निर्धारित करने हेतु किया जाता है। जबकि, संश्लेषित नेटवर्क में, प्रत्येक हीट एक्सचेंज इकाई के लिए हीट एक्सचेंज तापमान को E-MAT के रूप में लिया जाता है।