Повышение эффективности комплекса установок переработки газовых конденсатов

• Автор: Ясавеев, Хамит Нурмухаметович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 345 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление.
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 .МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ

УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ

1.1 .Математическое описание массопереноса в многокомпонентных

системах.

1.2.Алгоритм потарелочного расчета сложной колонны

ГЛАВА 2.0ПИСАНИЕ ФИЗИКО ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МОЛЕКУЛЯРНОСТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ
2.1.Молекулярностатистический подход к описанию равновесных характеристик жидкостей и газов

2.2.Связь радиальной функции распределения с термодинамическими характеристиками.

2.3.Расчет парожидкостного равновесия.
2.4.0писание мсжмолекулярных взаимодействий в углеводородных система
2.5.Применение метода интегральных уравнений для описания углеводородных фракций.
2.6.Расчет матрицы коэффициентов многокомпонентной диффузии
в газовых смесях.
2.7 Описание многокомпонентного молекулярного переноса массы в жидких смесях на основе равновесных функций распределения и
потенциалов межмолекулярного взаимодействия
ГЛАВА З.РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
НОВЫХ НАСАДОК
3.1.Разработка и описание новой нерегулярной насадки
3.2.Разработка регулярной насадки
З.З.Экспериментальное исследование гидравлических характеристик
насадочных элементов
3.4.Результаты экспериментальных исследований новой регулярной
насадки.
3.5.Результаты экспериментальных исследований новой нерегулярной насадки.
Выводы.
ГЛАВА 4.ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ГЕОМЕТРИИ РЕГУЛЯРНОЙ НАСАДКИ НА ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
4.1.Описание численного метода исследования РГН
4.2.0бработка результатов численного эксперимента.
4.3.Сравнение численного и физического эксперимента.
ГЛАВА 5.МОДЕРНИЗАЦИЯ КОЛОННЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ГАЗОВОГО
КОНДЕНСАТА
5.1.Установка стабилизации
5.2.Математическая модель процесса ректификации нефтегазоконденсатной смеси в насадочной части колонны К1.
5.3.Общая схема расчета многокомпонентной ректификации в насадочной
части колонны К1
5.4.Технические решения по модернизации установок.
Выводы.
ГЛАВА 6.РЕКОНСТРУКЦИЯ ДЕБУТАНИЗАТОРА И ИЗОПЕНТАНОВОЙ КОЛОННЫ НА ГАЗОФРАКЦИОНИРУЮЩЕЙ
УСТАНОВКЕ ГФУ
6.1.Исследование температурных режимов дебутанизатора и изопентановой колонны.
6.2.Реконструкция дебутанизатора и изопентановой колонн.
ГЛАВА 7.МОДЕРНИЗАЦИЯ УСТАНОВКИ МОТОРНЫХ И КОТЕЛЬНЫХ
ТОПЛИВ.
7.1 .Описание технологической схемы установки.
7.2.Проведенные варианты модернизации колонн УМТ И1, К1, К3
7.3.Модернизация колонны К1 установки моторных топлив для получения продукта топочного мазута марки 0 по ГОСТ 5.
7.4.Модернизация установки с использованием колонны К4.
7.5.Разработка вакуумной колонны К5
ГЛАВА 8.РАЗРАБОТКА СТАНЦИИ УТИЛИЗАЦИИ ВТОРИЧНЫХ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
8.1 .Описание технологической схемы.
8.2.Разработка и обоснование технических решений по сжиганию
КП в котлах
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Но даже в такой постановке операции с матрицами достаточно сложны и занимают много машинного времени. Поэтому основной целыо представленного выше алгоритма является расчет профилей концентраций и определение высоты слоя насадки обеспечивающей требуемую степень разделения. Кроме того, эти данные позволяют определить ВЭТС для выбранной насадки и заданного режима работы колонны. При известном значении ВЭТС новой насадки быстрый дальнейший расчет колонн можно выполнять на основе использования известного потарелочного расчета (по теоретическим тарелкам) [И]. Результаты расчетов приведены в следующих главах. Сравнение данных расчета с промышленным экспериментом позволяет сделать вывод, что полученная модель адекватно описывает процесс ректификации нефтегазоконденсатных смесей в насадочной колонне, позволяет выявить особенности многокомпонентного массоперсноса, и учесть их при проектировании и модернизации колонных аппаратов. Для определения числа теоретических тарелок в ректификационных колоннах ниже рассмотрен алгоритм (рис. Рис. В связи с чем, процессы перегонки и ректификации непрерывных смесей рассчитывают, используя законы идеальных растворов. Другое известное допущение, применяемое в расчетах, заключается в использовании дифференциального метода представлении состава непрерывной смеси. Исходная многокомпонентная смесь представлена в виде дискретного ряда узких углеводородных фракций с определенными температурами кипения. На каждой тарелке рассматриваются два граничных условных компонента со средней температурой кипения фракции. Обычно число фракций составляет -. Исходными данными для расчета являются: число реальных тарелок в колонне п; номер тарелки ввода питания щ; номер тарелки бокового отбора; номер тарелки циркуляционного орошения пц! Ррі; давление верха колонны Рв; конечная температура и расход циркуляционного орошения Ьц. Задается первое приближение эффективности в колонне Етг. ПГ-Ешг . В результате потарелочной процедуры расчета определяются концентрации компонентов и температур на теоретических тарелках колонны; потоки пара и жидкости на тарелках; расходы продуктов разделения. Для тарелок этих колонн по рассчитанным составам и температурам находятся теплофизические константы фракций в паре и жидкости. Гидравлический расчет на тарелках и в слое насадки позволяет определить сопротивление орошаемой колонны и давление куба колонны Рк. По полученным данным производится расчет следующих значений эффективности Етг. В результате находятся составы и расходы продуктов разделения, давление куба колонны. В основу использованного алгоритма потарелочного расчета процесса многокомпонентной ректификации положена методика Тиле и Геддеса, способ независимого определения концентраций и концепция "теоретической тарелки"[]. Р и фракционный состав исходной смеси х^ р=1,2,. В результате расчета, т. В качестве структуры потока жидкости на тарелке принято идеальное перемешивание. Пар движется по колонне в режиме идеального вытеснения. Пар покидает тарелку с концентрацией, равновесной по отношению к жидкости на этой тарелке, т. Ьі ~ к V. Нр1+2. I — . У = Мр2 +2,Лгл2 +3,. У|/, - общие и покомпонентные расходы бокового отбора колонны. Общие потоки пара у, и жидкости Ь} определяются из теплового баланса ступеней разделения и колонны. Ь0н, Ьо. Аь. Л . Н|, ^ - энтальпия пара и жидкости с ]-й тарелки. Оя=ия. АЧ1+а,0> (1. Ьр - энтальпия исходной смеси, поступающей в К-1. Д(Л,-1 “**¦! N + tNi. Ру* - находится по формуле Ашворта или Максвелла. Для расчета колонн с новыми насадками в данной главе рассмотрено математическое описание массопереноса построенное на основе системы однопараметрических уравнений диффузионной модели структуры потоков по жидкой и газовым фазам. В уравнениях учет второй фазы (массообмен компонентами) выполнен в виде объемных источников. Источники связаны с матрицами коэффициентов массопередачи и движущей силой процесса. Для определения матриц коэффициентов массоотдачи рассмотрены пленочная модель и модель диффузионного пограничного слоя Ландау-Левича.