نوقشت رسالة الماجستير للباحث محمود كريم احمد في كلية الهندسة جامعة البصرة قسم الهندسة الكيمياوية وتحت اشراف الدكتور عبد الواحد عبد الحسن كاظم بعنوان محاكاة وتحسين شبكات المبادلات الحرارية العاملة في صناعة تكرير النفط
تُعدّ شبكات المبادلات الحرارية عنصراً أساسياً في خفض استهلاك الطاقة في وحدات تقطير النفط الخام من خلال تعظيم استرداد الحرارة بين تيارات العملية. غير أنّ كثيراً من شبكات المصافي القائمة تعمل بأداء حراري دون المستوى الأمثل لاعتمادها على تكوينات موروثة من التصميم الأصلي، مما يجعل إعادة التأهيل (Retrofit) خياراً مجدياً لتحسين استخدام الطاقة بأقل قدر من التغييرات الهيكلية.
تبحث هذه الدراسة في الأداء الحراري وإعادة تأهيل شبكة التسخين الأولي للنفط الخام في وحدة التقطير الجوي (CDU-4) في مصفى البصرة التابع لشركة مصافي الجنوب. طُوّر نموذج محاكاة للشبكة القائمة باستخدام Aspen HYSYS V14 وجرى التحقق منه بمقارنته مع بيانات التشغيل الفعلية للمصفى، ثم نُقل إلى Aspen Energy Analyzer حيث حُلّلت الشبكة بالمنحنيات المركبة، وطُبّقت مبادئ تقنية (Pinch Technology) لتطوير بدائل التأهيل. دُرست أربع استراتيجيات، لكل منها ستة سيناريوهات (24 سيناريو): نقل أحد طرفي المبادل الحراري، ونقل طرفيه معاً، وإضافة مبادل حراري جديد، وزيادة مساحة انتقال الحرارة للمبادلات القائمة.
أدت جميع السيناريوهات إلى رفع درجة حرارة النفط الخام الداخل إلى الفرن بمقدار 4.1 إلى 26.9 °م قياساً بالحالة القائمة، وإلى خفض حمل السخان المُوقَد بنسبة 3.3–27.1% قياساً بحالة المحاكاة الأساسية. كما انخفض حمل مياه التبريد بنسبة 9.5–47.0%، وحمل المبردات الهوائية بما يصل إلى 42.7%، وارتفع الحمل الحراري الكلي للشبكة بما يصل إلى 11.0%، مما يدل على زيادة الاسترداد الحراري الداخلي. وحققت أفضل سيناريوهات الاستراتيجيات الأربع نتائج متقاربة: ارتفاع في حرارة النفط الخام بنحو 25–27 °م وخفض في حمل السخان بنحو 26–27%. وحققت بدائل نقل الوصلات وفورات قريبة دون تركيب مبادلات جديدة.
وتؤكد الدراسة أن التأهيل المنهجي للشبكة باستخدام Aspen HYSYS وAspen Energy Analyzer نهج علمي وعملي لرفع كفاءة الطاقة في المصافي، ويوفّر أساساً لتقييم فني-اقتصادي لاحق للبدائل المقترحة.