Энергосбережение в промышленной теплотехнологической установке при получении компонентов нефтяных топлив

• Автор: Афанасьев, Игорь Павлович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИИ И АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ СВОБОДНОЙ ВОДНОЙ ФАЗЫ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ.

1.1. Анализ существующих методов обезвоживания жидких углеводородов

1.2. Конструкция тонкослойных отстойников

1.3. Анализ существующих методов расчета отстойников.

1.4. Энерго и ресурсосбережение при проведении процессов разделения

и очистки веществ.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ПРОБЛЕМ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ

2.1. Добыча и промысловая подготовка конденсата

2.2. Деэтанизация конденсата.

2.3. Транспорт по конденстопроводу УренгойСургут
2.4. Прием и подготовка НГКС в сырьевом парке Сургутского ЗСК
2.5. Стабилизация конденсата на СЗСК.
2.6. Разделение ШФЛУ на Сургутском ЗСК.
2.7. Блок извлечения изопентана.
2.8. Узел получения пропана
2.9. Выводы о причинах присутствия воды в сырье и продукции СЗСК
2 Вариант реконструкции сырьевого отстойника для выделения
свободной метанольной воды
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГРАВИТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ В ТОНКОЛОЙНОМ АППАРАТЕ
3.1. Теоретические основы расчета гравитационных отстойников.
3.2. Конкретизация уравнений для эмульсии бесстолкновительная модель
и ее применение..
3.3. Расчет геометрических характеристик сепарационной зоны
3.4. Исследование гидродинамики отстойника В с помощью программного
продукта РНОЕМЮБ 3.3
3.5. Экспериментальная проверка применимости ППФ к моделированию
работы динамического отстойника.
3.5.1. Описание лабораторной установки
3.5.2. Описание измерителя распределения концентрации трассера
3.6. Идентификация моделей структуры потоков.
Выводы..
ГЛАВА 4. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ
ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ.
4.1. Практическая реализация разработанных рекомендаций по
реконструкции сырьевой емкости Е блока извлечения изопентана
4.2. Промышленные испытания модернизированного отстойника
Е и энергосбережение
4.3. Модернизация отстойников Е и Е
4.4. Сравнительный анализ энергетической и термодинамической
эффективности схемы переработки нефтегазоконденсатной смеси
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Выполнены численные исследования полей скоростей в отстойниках различных конструкций. Проведен физический эксперимент по исследованию структуры потоков в модели отстойника. Показано согласование результатов физического и математического моделирования. Для решения задач энергосбережения и повышения качества нефтяных топлив разработаны технические решения и выполнена модернизация промышленных отстойников в теплотехнологической схеме на установках Сургутского ЗСК. Модернизация заключается в размещении специальных сепарирующих элементов (получены свидетельства на полезную модель), которая обеспечивает значительное снижение содержания свободной воды в углеводородном сырье и нефтяных топливах. Осуществление процесса десорбции перед вторичным использованием адсорбента требует наличия специального оборудования и по сложности самого процесса и его аппаратурного оформления, объемами трудовых и энергетических затрат сопоставимо с основными процессами переработки углеводородного сырья. Поэтому адсорбционные методы не получили широкого распространения при обезвоживании углеводородного сырья. Нашел промышленное применение удаление воды из углеводородов абсорбцией жидкими гликолями, например, % раствором триэтиленгликоля. Впрыск абсорбента осуществляется на входе в сырьевые холодильники. При этом сам процесс осушки идет в газовой фазе с последующим сепарированием абсорбата /3/. К недостаткам этого метода можно отнести сложность аппаратурного оформления и необходимость в больших количествах абсорбента. Все химические и приведенные выше физико-химические способы обезвоживания углеводородов предназначены для глубокого удаления влаги даже из рас творенного состояния. На практике в большинстве случаев решается проблема удаления только диспергированной или, так называемой, свободной воды. Решение этой проблемы осуществляется физико-химическими и физико-механическими методами. Наиболее часто разделяемыми таким образом водо-углеводородными эмульсиями являются эмульсии типа нефть-вода и вода-нефть, на примере которых рассмотрим эти методы подробнее. Одним из наиболее распространенных способом обезвоживания нефти является разрушение эмульсий с применением деэмульгаторов. Механизм действия деэмульсаторов носит физико-химический характер и по существу, сводится к нарушению устойчивости пленок, разъединяющих микрокапли воды от окружающей их углеводородной среды /4/. По своей природе и механизму действия на нефтяные эмульсии эти вещества могут быть подразделены на несколько основных подгрупп, приводимых ниже. К первой группе можно отнести электролиты. Для разрушения некоторых эмульсий могут быть использованы различные кислоты, щелочи и соли. Из кислот эффективное действие оказывают серная, соляная, а также уксусная и нафтеновые кислоты; из щелочей - едкий натр; из солей - поваренная соль, сода двууглекислая, хлористый кальций, железный купорос, хлорное железо, хлористый и сернокислый алюминий, азотнокислое железо и многие другие химические соединения. Механизм действия этих веществ на нефтяные эмульсии довольно разнообразен. Одни из них, при достаточных концентрациях, вызывают коагуляцию веществ, из которых состоит по1раничная между водой и нефтью «защитная пленка» и, таким образом, разрушают эмульсию. Другие, притягивая воду и соединяясь с нею, тем самым нарушают стабильность эмульсии и разбивают ее. Третьи вступают во взаимодействие с некоторыми солями, входящими в состав эмульсии, образуя с ними нерастворимые осадки. Ко второй группе можно отнести неэлектролиты. К этим веществам, разрушающим нефтяные эмульсии, относится целый ряд органических соединений различного состава и строения, например, ацетон, бензол, сероуглерод, четыреххлористый углерод, спирты, фенол, эфир и многие другие. Механизм разрушения эмульсий неэлектролитами может быть самым разнообразным. Одни из них, являясь хорошими растворителями для соединений, образующих «защитную пленку» эмульсии (смолы, нафтеновые мыла и т. Другие, смешиваясь с нефтью, понижают ее вязкость и тем самым способствуют ее отстаиванию.