Совершенствование кавитационно-вихревых аппаратов для проведения процесса очистки нефти от сероводорода

• Автор: Мухин, Илья Андреевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Массообменные процессы. Анализ конструктивных особенностей аппаратов для очистки нефти от сернистых соединений, кавитационновихревых устройств и теоретические исследования их работы в нефтяной промышленности
1.1 Массообменные процессы. Основы сорбционных методов очистки
1.2 Общие сведения о процессе абсорбции. Классификация и применимость
1.3 Существующие схемы сорбционных установок
1.3.1 Схемы установок с однократным использованием поглотителя
1.3.2 Специальные схемы, нашедшие своё применение на производстве
1.4 Распространённые способы очистки нефтяных фракций от сераорганических соединений. Анализ применимости
1.5 Режимы движения жидкостей, их зависимость от скорости течения
жидкости
1.6. Влияние волновых воздействий на интенсивность переработки углеводородного сырья и перспективы применения
1.7 Статические гидродинамические кавитаторы
1.8 Выбор прототипа аппарата интенсификации массообменных процессов.
Выявление его достоинств и недостатков
Глава 2. Методы и объекты исследований
2.1 Процесс смешения жидких сред
2.2. Кавитация как интенсификатор в процессах нефтепереработки
2.3 Дробление дисперсной жидкости
2.4 Описание предложенной конструкции и принципа работы диспергирующего устройства
2.5 Оценка гидравлического сопротивления устройства
Г лава 3 Разработка конструкции и методики расчета устройства для смешения жидкостей

3.1 Описание конструкции и принципа работы смесителя
3.2 Методика расчёта волнового смешивающего аппарата. Изменение скорости в канале сопла
3.3 Наличие кавитации, её устойчивость, связь с давлением насыщенных паров
3.4 Давление насыщенных паров
3.5 Параметры моделируемой задачи
3.6 Визуализация и анализ результатов расчета
3.7 Исследование влияния расстояния от среза сопла до плоскости
дефлектора
ГЛАВА 4. Аппробация результатов моделирования
Основные выводы
Список использованных источников

Введение
Актуальность темы исследования.
При выходе из нефтяного пласта так называемой «сырой» нефти в её составе содержатся механические примеси, вода, а также соли и газы в растворённом виде. Все они вызывают коррозию и серьезно затрудняют транспортировку и переработку нефтяного сырья. Для транспортировки на нефтеперерабатывающие заводы, которые как правило отдалены от мест добычи, или экспорта нефти и нефтепродуктов необходима предварительная обработка сырой нефти. Из нее удаляются механические примеси, вода, соли и твердые углеводороды, так же выделяется газ.
Массообменные аппараты - один из видов оборудования используемых для очистки нефти в нефтедобывающей промышленности. В этих аппаратах происходит процесс межфазного переноса вещества. Интенсификация таких процессов дает возможность увеличить производительность, уменьшить их габариты, уменьшить потребление энергии, снизить металлоемкость и многое другое.
Экстракция, как один из видов массообменных процессов находит применение в получении готового продукта в виде экстрагента, очистки нефти от примесей перед началом транспортировки и использованием в технологических и других процессах.
Одно из направлений интенсификации экстракционных, как и других видов тепло и массообменных процессов, имеющих наибольшую перспективу - проведение неэквимолярного процесса в аппаратах конструкция которых, позволяет создавать создавать несколько режимов движения потоков, что позволяет за счет увеличения скорости протекания, турбуллизировать поток, повышая тем самым коэффициенты массоотдачи. Также возрастает эффективность перемешивания, что приводит к увеличению удельной поверхности контакта продукта с сорбентом.
Таким образом, совершенствование конструкции устройств для проведения экстракционных, и других видов массообменных процессов,

Назначение гидродинамического кавитатора - диспергатора - ввод в диспергированном виде химреагента в поток (распыление в потоке) магистральных нефтепроводов и аппаратов для переработки и подготовки нефти, для эффективного перемешивания и растворения химреагента[97].
Применяется для снижения потерь энергии потока при его транспортировке по технологическим и магистральным трубопроводам, в частности, для снижения потерь энергии потока на перемешивание, а также для защиты нефтепроводов и нефтеперерабатывающего оборудования от коррозии и отложений, интенсификации процесса деэмульгации нефти, и др.
Применение диспергаторов также исключительно важно для обеспечения длительной работоспособности, устойчивой работы узлов управления, в частности, системы измерения количества нефти. Например, ввод в поток трубопровода ингибитора соле- или парафиноотложений задерживает отложение солей и парафинообразование на рабочей поверхности поточных средств измерений и, как следствие, обеспечит необходимые условия для безошибочного определения параметров потока.
Разработчики поточных средств измерений могут применять свои измерительные устройства на потоке, где ресурс их был ограничен, например, по температуре, по солям.
Существующие диспергаторы жидких сред позволяют снизить расход химреагентов и повысить их эффективность взаимодействия с потоком[70,95-97]. Из существующих устройств особо выделяются гидродинамические диспергаторы химрегаента, рассчитанные на давление до 1,6-25,0 МПа для распыления химреагента в потоке трубопроводов Ду 40-1200 мм. либо в аппарат. Данные устройства наиболее востребованы на магистральных нефтепроводах. Их можно монтировать, проводить технологический осмотр, замену устройства без остановки перекачки нефти или при остаточном давлении в нефтепроводе.