Режимы процесса стабилизации нефтегазового конденсата в тарельчатых ректификационных колоннах

• Автор: Малыгин, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ В РЕКТИФИКАЦИОННЫХ КОЛОННАХ.

1.1. Расчет многокомпонентной ректификации в тарельчатых

колоннах.

1.1.1. Общая характеристика процесса ректификации

1.1.2. Методы расчета рабочих режимов процесса ректификации многокомпонентных смесей.

1.1.3. Метод потарелочного проектнопроверочного расчета.

1.2 Массоперенос в многокомпонентных системах.

1.3. Основные подходы к расчетам термодинамических характеристик и условий фазового равновесия паржидкость многокомпонентных
систем.
1.3.1. Эмпирические уравнения состояния
1.3.2. Приближенные модели.
1.4. Расчет термодинамических характеристик газожидкофазных систем
на основе потенциалов межмолекулярного взаимодействия
1 .4. 1. Теоретические основы подхода
1.4.2. Методы численного моделирования.
1.4.3. Частичные функции распределения и интегральные
уравнения.
1.4.3.1 Связь радиальной функции распределения с
термодинамическими характеристиками.
1.4.3.2. Замыкающие выражения ятя уравнения Орнштейна Цернике
1.4.3.3. Потенциалы межмолекулярного взаимодействия
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И
ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ ДЛЯ ЧАСТИЧНЫХ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
2.1. Эффективный численный метод решения уравнения Орнштейна Цернике в многокомпонентном случае
2.2. Описание различных типов фазовых равновесий
2.2.1. Равновесие паржидкость.
2.2.2. Равновесие газжидкость. Суб и сверхкритическая растворимость
2.2.3. Равновесие жидкостьжидкость.
2.2.4. Равновесие жидкостьтвердое тело
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ОПИСАНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕВОДОРОДОВ НА ОСНОВЕ СФЕРИЧЕСКИ СИММЕТРИЧНОГО ПОТЕНЦИАЛА
МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.
3.1. Использование потенциала ЛеннардДжонса для описания межмолекулярного взаимодействия налканов
3.1.1. Идентификация параметров потенциала ЛеннардДжонса для налканов.
3.1.2. Описание термодинамических свойств и условий фазовых равновесий чистых налканов.
3.1.3. Описание термодинамических свойств смесей налканов.
3.2. Описание термодинамических свойств углеводородных фракций на основе потенциала межмолекулярного взаимодействия Леннард
Джонса.
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТАБИЛИЗАЦИИ НЕФТЕГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА В ТАРЕЛЬЧАТОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ
4.1. Конструкция и особенности работы колонны К1 установки стабилизации нефтегазового конденсата УСК2 Сургутского ЗСК
4.2. Математическая модель процесса массообмена на ситчатой
тарелке
4.3. Общая схема расчета и вычислительный алгоритм процесса ректификации в тарельчатой колонне.
4.4.Проверка адекватности математической модели
4.5. Расчет процесс стабилизации нефтегазового конденсата в ректификационной колонне К1 УСК2 Сургутского ЗСК при повышенной нагрузке по питанию.
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Дается определение частичным функциям распределения и физический смысл интегрального уравнения ОрнштейнаЦернике. Показывается связь между частичными функциями распределения и термодинамическими величинами для случая систем сферических молекул. В конце главы делаются общие выводы по существующим моделям процессов разделения многокомпонентных смесей в ректификационных тарельчатых колоннах, а также методикам определения термодинамических свойств газовых и жидких систем. Отмечается перспективность развития теоретических методов, базирующихся на данных о межмолекулярных потенциалах взаимодействия. В рамках данной теории для определения двухчастичной функции распределения используется известное уравнение ОЦ, для решения которого в однокомпонентном случае предлагается новое самосогласованное замыкающее выражение, преимуществом которого является возможность описывать всю область газожидкофазного состояния с фиксированным параметром, включая условия фазовых равновесий паржидкость, жидкостьтвердое тело. Для описания многокомпонентных систем в рамках данного подхода предложен новый способ обобщения замыкающего выражения на случай смеси. Проведены расчеты данных видов фазовых равновесий для модельных флюидов, межмолскулярное взаимодействие между которыми описывалось сферическисимметричным потенциалом ЛеннардДжонса. В конце главы на основе проведенных расчетов делается вывод что термодинамика модельных систем с потенциалом межмолекулярного взаимодействия ЛД находится в полном согласии с поведением макросвойств реальных веществ, и его можно использовать для описания реальных веществ. Третья глава посвящена рассмотрению возможности, в рамках теории ИУ, описания термодинамических свойств и фазового равновесия паржидкость налканов на основе сферически симметричного потенциала межмолекулярного взаимодействия типа ЛД. Приводятся результаты расчетов внутренней энергии, теплоты парообразования, изохорной теплоемкости, давления и химического потенциала для предельных углеводородов ряда С. С в широкой области температур и плотностей. Предложены выражения для индентификации параметров потенциала межмолекулярного взаимодействия в виде функционала от температуры, которые обеспечивают приемлемую точность расчета различных термодинамических характеристик. В результате сравнения расчетных значений указанных выше термодинамических величин с экспериментальными делается вывод о том, что предлагаемая схема позволяет достаточно точно описывать всю область жидкого состояния, и в том числе фазовые переходы жидкостьпар. Разработанная методика идентификации параметров потенциала ЛД была использована для узких углеводородных фракций с температурами кипения 0 С, на основе которых были проведены расчеты фазового равновесия паржидкость. В конце главы приводятся выводы об адекватности использования сферически симметричного потенциала межмолекулярного взаимодействия ЛД с эффективными параметрами потенциала для описания термодинамических свойств и условий фазовых равновесий одно и многокомпонентных смесей налканов и узких углеводородных фракций. В четвертой главе приводится математическая модель описания процесса разделения многокомпонентной смеси в тарельчатой ректификационной колонне. Приводятся результаты расчетов существующих рабочих режимов колонны К1, подтверждающие адекватность полученной модели. На основе результатов расчетов, по разработанной математической модели, предлагаются рекомендации по режимам ведения процесса стабилизации нефтегазового конденсата в данной колонне при увеличенной нагрузки по питанию, при сохранения требуемого качества получаемых продуктов ШФЛУ и СК. В заключении приводятся выводы о возможности использования предложенной модели для оптимизации данного процесса и поиска новых технологических режимов его проведения. Кроме того, делается вывод об универсальности разработанной схемы определения термодинамических и равновесных свойств налканов и возможности ее практического использования. В выводах кратко проанализированы основные результаты работы.