Энергосберегающая очистка газов от жидкой фазы на теплотехнологических установках предприятий ТЭК

• Автор: Тараскин, Михаил Михайлович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

В НЕФТЕГАЗОХИМИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ

1.1. Состав и основные характеристики газообразного топлива

1.2. Месторождения природного газа

1.3. Способы и аппараты газоочистки

1.4. Виды аппаратов газоочистки

1.5. Математические модели очистки газов

1.6. Способы энергосбережения на теплотехнологических установках

Выводы
ГЛАВА 2 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЧИСТКИ ГАЗОВ
2.1.Сепарационная и энергетическая эффективность аппаратов газоочистки
2.2. Турбулентная диффузия частиц
2.3. Энергетический метод
2.4. Приближенное решение уравнения конвективного переноса частиц
2.5. Вероятностностохастическая модель
2.6. Примеры расчета характеристик газоочистки
2.7. Примеры расчета профиля концентрации частиц
2.8. Эффективность вихревых сепараторов
Выводы
ГЛАВА 3 КОНСТРУКЦИЯ И МЕТОД РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВ
НОСТИ КОМБИНИРОВАННОГО СЕПАРАТОРА
3.1. Закручивающие устройства
3.2. Конструкция комбинированного газосепаратора
3.3. Порядок расчета эффективности сепарации
3.4. Расчет насадочного слоя
3.5. Расчет секции, состоящей из трубок с ленточным завихрителем
3.6. Результаты расчета различных процессов сепарации
Выводы
ГЛАВА 4 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ТЕПЛОТЕХНОЛО ГИЧЕСКИХ СХЕМАХ РАЗДЕЛЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГАЗОСЕПАРАТОРОВ
4.1. Описание теплотехнологической схемы при концентрировании гидропероксида изопропилбензола в производстве фенола и ацетона
4.2. Энергосберегающая модернизация тсплотехнологической схемы с внедрением одного сепаратора
4.3. Модернизация теплотехнологической схемы с двумя газо сепараторами
4.4. Энергосбережение при разделении углеводородных смесей на
УМТ Сургутского ЗСК
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Показать примеры энергосбережения на ректификационных установках за счет модернизации теплотехнологических схем с использованием газосепараторов. Научная новизна. Предложен комплексный подход к оценке эффективности аппаратов газоочистки, который заключается как в использовании фактора интенсивности газосепарации, так и в применении энергетического коэффициента, характеризующего энергозатраты и эффективность очистки. На основе использования вероятностно- стохастической модели и теории турбулентной миграции частиц в газах получены выражения для расчета эффективности (КПД) сепарации крупной и мелкой жидкой фазы вихревыми элементами. Получено решение одномерного уравнения массопереноса дисперсной фазы с объемным источником массы и установлено удовлетворительное согласование с расчетами по вероятностностохастической модели и опытными данными зарубежных авторов. Разработан алгоритм расчета эффективности очистки газов от жидкой фазы в комбинированном газосепараторе состоящим из слоя с мелкой насадкой и зоны с вихревыми элементами. Практическая значимость. Разработана и запатентована конструкция комбинированного аппарата очистки газов от жидкой фазы. На основе использования фактора интенсивности газосепарации и энергетического коэффициента выбраны режимные и конструктивные характеристики разработанного комбинированного газосепаратора, обеспечивающего высокую эффективность разделения при небольших затратах. Показан пример энергосберегающей модернизации теплотехнологической схемы с ректификационными аппаратами в производстве фенола и ацетона с использованием разработанного газосепаратора. Обеспечено снижение расхода греющего пара на 2,1 т/т гидропераксида (2 кВт на тонну продукции) (на %). Показан пример энергосберегающей модернизации теплотехнологической схемы установки получения моторных топлив с использованием разработанного газосепаратора. Показано снижение энергозатрат в ректификационной колонне на кВт ( на %). Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы работ, из них 3 статьи в журналах из перечня ВАК, 1 патент, 2 статьи в Вестнике КГЭУ и тезисов докладов на различных конференциях. Результаты работы приняты к внедрению на Сургутском ЗСК. В постановке задачи исследования, выборе и реализации методов ее решения принимал участие к. Башаров М. В данной главе приведен обзор работ по задачам и способам очистки газов на теплотехнологических установках предприятиях ТЭК. Рассмотрены аппараты газоочистки и методы математического моделирования, обсуждаются способы энергосбережения. Газообразное топливо различают по составу горючих компонентов, балласта и вредных примесей. Состав газообразного топлива (в % по объему) характеризуется наличием индивидуальных горючих газов. Углерод и водород - важнейшие элементы, составляющие горючую массу топлива. Природный газ содержит в среднем % углерода и % водорода. Углеводороды, содержащиеся в газообразном топливе, в основном представлены предельными углеводородами, описываемыми общей формулой СпН2п+2- Они имеют высокую теплоту сгорания: низшая теплота сгорания колеблется в широких пределах ,8 МДж/м (метан) - 6 МДж/м (пентан). Природный газ в условиях различных давлений и температур может иметь отличный состав и содержать то или другое количество тяжелых углеводородов. Чем выше давление или температура, тем большая вероятность нахождения высококипящих углеводородов в газовой фазе. Наиболее простой является система, состоящая из индивидуальных углеводородов, способных находиться в виде пара (газа), жидкости и в твердом состоянии. Возможно равновесное состояние индивидуально вещества во всех трех фазах. Основой природных, нефтепромысловых и нефтезаводских газов является метан. Содержание метана в природных газах колеблется от до %, поэтому его свойства определяют свойства природных газов основных месторождений. Попутный нефтяной газ, кроме метана, содержит значительное количество этана, пропана, бутана. Природный газ часто содержит большие количества углекислоты, сероводорода и в редких случаях также гелия. Состав газов основных газовых и газоконденсатных месторождений РФ приведен в табл. Таблица 1.