Разработка энергосберегающей технологии газофракционирования легких углеводородных газов

• Автор: Глушаченкова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 240 с. : ил + Прил. (73с. )

1.1. Газофракционирующие установки НПЗ и НХК

1.2. Методы синтеза оптимальной технологической схемы разделения

1.2.1. Эвристический метод.

1.2.2. Информационноэнтропийный метод.

1.2.3. Эволюционный метод

1.2.4. Алгоритмические методы

1.2.5. Декомпозиционнотопологический метод

1.3. Методы расчета парожидкостного равновесия в смесях легких углеводородов, являющихся основными компонентами сырья ГФУ

1.4. Критерии оптимизации

1.5. Общие замечания.

1.6. Постановка задачи.

Глава 2. Методы и алгоритмы исследования.
2.1. Методика исследования трансформации структуры ОТСР при изменении исходного состава питания и определении геометрии распределения изокритериальных многообразий в концентрационном симплексе.
2.2. Программный комплекс .
2.3. Расчет минимального флегмового числа по методу Андервуда
2.4. Определение оптимальных параметров процесса ректификации
2.5. Программный комплекс II.
2.6. Выбор метода расчета парожидкостного равновесия в смесях легких углеводородов, являющихся основными компонентами сырья
Глава 3. Разработка энергосберегающей технологии газофракциониро
вания легких углеводородных газов.
3.1. Выявление закономерностей изменения структуры ОТСР при изменении состава питания.
3.2. Исследование взаимного расположения изокритериапьных многообразий на гранях концентрационного симплекса и в сечениях, близких к ним.
3.3. Определение нелокальных закономерностей взаиморасположения изокритериапьных многообразий в концентрационном симплексе
3.4. Разработка энергосберегающей технологии разделения изобуна гексановой фракции
3.5. Разработка энергосберегающй технологии разделения пропан гексановой фракции.
3.5.1. Структурная оптимизация блока разделения пропангексановой фракции.
3.5.2. Определение рабочих параметров фракционирующего абсорбера
3.5.3. Определение конструктивных и рабочих параметров колонн блока разделения пропангексановой фракции ЦГФУ III.
3.5.4. Определение конструктивных и рабочих параметров колонн блока разделения пропангексановой фракции ЦГФУ II
3.6. Разработка энергосберегающей технологии разделения этангексановой фракции ШФЛУ.
3.6.1. ГФУ российских предприятий
3.6.2. Структурная оптимизация ГФУ.
3.6.3. Определение конструктивных и рабочих параметров этановой колонны.
3.6.4. Определение рабочих параметров колонн ЦГФУН при замене
фракционирующего абсорбера на этановую колонну.
Выводы.
Литература


С2С3 и вторичной деметанизацией этилен этановой фракции непосредственно перед этиленовой колонной, рекомендуется вторичную деметанизацию этилен этановой фракции проводить одновременно с ее разделением в сложной колонне с боковым отбором этилена . До общих энергозатрат АГФУ при разделении пирогаза приходится на узлы разделения близкокипящих смесей. Усовершенствование блоков разделения этиленэтановой и пропиленпропановой фракций возможно на основе использования колонн со СТМП или с тепловым насосом 8. Сравнение вариантов разделения этиленэтановой фракции с замкнутым пропиленовым холодильным циклом с тепловым насосом на внешнем хладоагенте и при низком давлении с разомкнутым этиленовым холодильным циклом с тепловым насосом на верхнем продукте показало, что они имеют одинаковые затраты и термодинамическую эффективность. Методика определения оптимальных параметров ректификации этиленэтановой и пропиленпропановой фракций в одноколонных системах с тепловым насосом рассматривается в . Существующие литературные данные по оптимизации работы ГФУ не носят систематического характера. Требуется достаточно объемный массив данных по экономической или энергетической эффективности применения тех или иных технологических схем разделения многокомпонентных зеотропных смесей, к классу которых относятся и смеси углеводородов, разделяемые газофракционированием. Такого рода систематические исследования позволят с одной стороны исследовать зависимость структуры технологической схемы от исходного состава питания, а с другой стороны выработать алгоритмы выбора хорошего начального приближения для проектирования. Методы синтеза оптимальной технологической схемы разделения. Поливариантность организации технологических схем обуславливает необходимость выбора из всего множества схем наилучшей на основе принятого критерия оптимизации. Сопоставление технологических схем простым перебором всех вариантов вряд ли целесообразно проводить для смеси с числом компонентов больше пяти. Это обусловлено резким возрастанием размерности задачи и объема вычислений с увеличением числа выделяемых компонентов фракций даже в случае использования одного метода разделения и одного типа разделительного элемента. Поскольку ни один из вариантов не может быть исключен без предварительного рассмотрения, то для решения задачи оптимизации необходимы специальные методы, которые бы однозначно устанавливали, что схема является оптимальной. В случае использования тарельчатых колонн в качестве основного элемента синтезируемой схемы может быть выбрана колонна, отдельная тарелка , кипятильник, дефлегматор или секция колонны . Эвристический метод. Эти методы получили наиболее широкое распространение в конце х начале х годов. Одним из первых эвристических правил является предпочтение первому заданному разделению, предложенное практически обновременно в году Львовым и Локкартом ,. Считая, что на выбор оптимальной схемы существенное влияние оказывают не только эксплуатационные, но и капитальные затраты, авторы получили уравнение для сравнения возможных вариантов разделения с учтом обоих видов затрат. Эвристика Львова и Локкарта претерпела некоторые изменения. Это безусловно улучшает е предсказательные свойства. При синтезе оптимальных схем ректификации также предлагается руководствоваться правилом выбора наиболее экономичного оператора схемы или последовательности разделения, обеспечивающей минимальную чистоту промежуточных продуктов в каждой колонне 3. В работе были рассмотрены структуры технологических схем и выбраны оптимальные с помощью предложенной эвристической схемы и компьютерной программы для синтеза и выбора технологических схемI iv Iii i i. Задается химическая реакция, рассчитывается стехиометрия, конверсия, выход и др. Подбирается сырье, сопутствующая аппаратура и т. Собирается информация о физикохимических свойствах смеси из различных литературных источников. Выбирается реакторная подсистема. Выбирается подсистема разделения. Объединяются реакторная и разделительная подсистемы. Все остальные эвристики либо относятся к выбору процесса разделения, либо касаются условий проведения процесса. Наиболее полный их перечень приведен в обзоре .