---

وجود منابع عظیم گاز طبیعی در کشور و گستردگی خطوط توزیع آن سبب شده است که استفاده از گاز به‌عنوان یکی از حاملهای اصلی انرژی، مدنظر دولتمردان قرار گیرد. نوسانات شدید فصلی مصرف گاز در بخش خانگی و اولویت دهی به این بخش سبب شده است که تأمین گاز سایر بخش‌ها نظیر نیروگاه‌ها در فصول سرد سال، با مشکلات عدیده‌ای مواجه ‌گردد. ذخیره‌سازی گاز طبیعی به ‌صورت مایع در فصول گرم سال و استفاده از آن در فصول سرد به جهت تأمین سوخت موردنیاز نیروگاه‌ها، یکی از راهکارهای مطرح در این حوزه می‌باشد. در این تحقیق دو فرایند اکسپاندری-نیتروژنی و مبرد چندجزئی ساده که از جمله فرایندهای مطرح مایع‌سازی گاز طبیعی در حوزه قله‌سایی می‌باشند، مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. تغییرات شرایط محیطی و عملیاتی (نظیر تغییرات دبی، فشار، دما و درصد ترکیب اجزاء گاز خوراک و مبرد چرخه) از جمله مشکلاتی است که واحدهای قله‌سایی به‌طور دائم با آن مواجه خواهند شد؛ در نتیجه، حساسیت کم به تغییرات شرایط، یکی از ملاک‌های مهم در انتخاب فرایند مناسب می-باشد. در این تحقیق، از روش آنالیز حساسیت بی‌بعد جهت مطالعه رفتار چرخه‌های مایع‌ساز استفاده شده است. نتایج تحقیق بیانگر این موضوع است که چرخه مبرد چند جزئی علی‌رغم توان مصرفی کم‌تر، در اغلب موارد نسبت به تغییرات محیطی و عملیاتی حساس‌تر بوده و حتی در برخی موارد، اغتشاش اعمالی در محدوده مجاز خطای احتمالی وسایل اندازه‌گیری (نظیر ۲۰ کیلو پاسکال عدم قطعیت یا نوسان در فشار مکش کمپرسور) سبب اختلال در عملکرد کل فرایند مایع‌سازی (ورود مایع به کمپرسور) می‌شود.

---

یکی از مهم‌ترین اجزای یک چرخه تبرید، مبرد آن است. در بسیاری از چرخه‌های تبرید، به خصوص در صنعت پالایش و فرآوری گاز طبیعی، از پروپان به عنوان مبرد استفاده می‌شود. دلیل این مساله خواص ترمودینامیکی بسیار مناسب این گاز و جرم مولی مطلوب آن است. برای انتقال گازهای پروپان و بوتان از محل استخراج به محل استفاده، دو راه وجود دارد. راه نخست، لوله‌کشی از محل استخراج به محل استفاده و راه دوم، مایع‌سازی و انتقال آن به صورت مایع است. برای انتقال گازهای پروپان و بوتان در مقیاس‌های وسیع، مایع‌سازی آن‌ و انتقال از طریق مخازن ذخیره به صورت مایع، گزینه اقتصادی است. عموما جهت صادرات گاز با کشتی در مقیاس‌های وسیع، از روش مایع‌سازی در فشار اتمسفریک استفاده می‌شود. در این مقاله، ابتدا تاسیسات مایع‌سازی گازهای پروپان و بوتان یک پالایشگاه گاز، معرفی و سپس در نرم‌افزار هایسیس شبیه‌سازی می‌شود. در ادامه، از طریق اتصال این نرم‌افزار به نرم‌افزار متلب و با کمک الگوریتم ژنتیک، توان مصرفی چرخه مایع‌ساز کمینه می‌شود. در فرآیند بهینه‌سازی با الگوریتم ژنتیک، ۱۳ متغیر انتخاب و ۱۳ قید عملیاتی نیز برای کمپرسور و مبدل‌های حرارتی در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از حل این مساله بهینه‌سازی مقید، بیانگر کاهش ۱۲,۴۹% توان مصرفی نسبت به حالت پایه است.