Стабилизация газового конденсата. Эффективные технологические схемы и конструкции аппаратов для стабилизации газового конденсата

• Название: Эффективные технологические схемы и конструкции аппаратов для стабилизации газового конденсата
• Анкор: Стабилизация газового конденсата
• Дата: 14.12.2021
• Размер: 1.48 Mb.
• Имя файла: Diplom_Sborka.docx
• Тип: Документы; #302847
• страница: 6 из 7

Постановка задачи исследования

Вопросы установления оптимальных режимов проведения процесса при сохранении высокого качества продукта актуальны для всех предприятий нефтеперерабатывающего комплекса. Установки фракционирования, как аппараты, имеющие высокую производительность, требуют особого внимания в плане оптимизации технологических параметров.

Целью ВКР является анализ имеющейся технологической схемы стабилизации газового конденсата с точки зрения эффективности, модернизация конструкции ректификационной колонны и оптимизация технологических параметров для повышения эффективности работы установки.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. 
   Разработать модель технологической схемы установки стабилизации газового конденсата в САПР Unisim Design;
   
2. 
   Оптимизировать режим работы колонны в САПР Unisim Design;
   
3. 
   Выполнить анализ возможных путей оптимизации установки;
   
4. 
   Выполнить моделирование оптимальной конструкции контактных устройств в САПР Unisim Design;
   
5. 
   Выполнить моделирование оптимальной температуры процесса в САПР Unisim Design;
   
6. 
   Дать рекомендации по оптимизации.
   

4. Экспериментальная часть

Разработка и оптимизация модели технологической схемы установки стабилизации газового конденсата была осуществлена в САПР Unisim Design.

Далее представлен алгоритм разработки модели.

1. Разработка математической модели установки стабилизации газового конденсата

Первоначально необходимо охарактеризовать сырье, поступающее на установку стабилизации газового конденсата. Для этого необходимо задать чистые компоненты, которые составляют газовую часть сырья, а также внести данные по разгонке через утилиту Oil Manager для создания гипотетических компонентов, которые составляют жидкую часть сырья.

Список выбранных чистых компонентов и рассчитанных гипотетических компонентов представлен на рисунке 14.

14. 
    Выбор компонентов для создания сырьевого потока
    

Для расчета модели был использован термодинамический пакет Peng-Robinson, как наиболее подходящий для расчета углеводородных систем.

15. 
    Выбор термодинамического пакета
    

Далее разработка модели осуществляется в среде Simulation, где необходимо охарактеризовать материальные и тепловые потоки, а также аппараты, составляющие разрабатываемую схему.

Для инсталляции материального потока необходимо указать его компонентный состав, расход, температуру и давление. На рисунке 16 представлены характеристики сырьевого потока.

16. 
    Характеристика сырьевого потока
    

После создания сырьевого потока на схему выносятся необходимые аппараты, осуществляется их специфицирование. Схема разработанной модели установки стабилизации газового конденсата представлена на рисунке 17.

17. 
    Схема разработанной установки в Unisim Design
    

Представленная схема включает в себя сепаратор, где осуществляется первая ступень разделения жидкой и газовой фазы, затем частично дегазированный поток через рекуперативный теплообменник поступает в колонну стабилизации газового конденсата, где осуществляется извлечение оставшихся растворенных газов из жидкой фазы.

Также схема содержит рецикл, при помощи которого организован рекуперативный теплообмен между кубовым продуктом колонны Т-101 с сырьевым продуктом ректификационной колонны.

Число тарелок ректификационной колонны: действительное число тарелок – 20, тарелка питания – 10.

Для расчета колонны необходимо задаться спецификацией:

Флегмовое число	0,9
Температура конденсатора	-20 °С

Результаты работы колонны отображены в таблицах 3-4.

3. 
   Некоторые параметры материальных потоков
   

Параметр	Сырье	Газ	Стабильный газовый конденсат
Температура°С	40	-19,9	280
Давление, кПа	2420	2400	2450
Массовый расход, кг/час	56040	850	55190

4. 
   Расчетные профили давлений, температуры, расходов пара и жидкости по высоте колонны. Паровые нагрузки
   

№ Тарелки	Давление, кПа	Температура, °С	Расход жидкости, кг/час	Расход пара, кг/час
0	2400	-20	1125	851
1	2400	1,0	1198	1975
2	2403	10,4	1225	2048
3	2405	15,6	1237	2076
4	2408	18,8	1242	2087
5	2411	21,1	1246	2093
6	2413	23,1	1246	2096
7	2416	25,2	1244	2097
8	2418	28,2	1236	2094
9	2421	33,5	1223	2086
10	2424	42,7	58088	2074
11	2426	46,8	59510	2898
12	2429	52,6	61683	4320
13	2432	60,3	64794	6493
14	2434	70,1	69082	9604
15	2437	82,1	74912	13892
16	2439	97,4	82855	19722
17	2442	117,6	93612	27664
18	2445	144,2	107477	38422
19	2447	177,7	122947	52287
20	2450	219,7	134284	67756
21	2450	279,1	55190	79094

Составы продуктовых потоков представлены в таблице 5.

5. 
   Составы продуктовых потоков колонны стабилизации
   

№, пп	Компонент	Мольная доля, %
		Сырье	Куб	Дистиллят
1	Methane	7,9443	0,0000	59,2992
2	Ethane	4,6176	0,0755	33,9793
3	Propane	3,3637	2,8465	6,7071
4	i-Butane	0,4982	0,5735	0,0112
5	n-Butane	0,7206	0,8315	0,0031
6	NBP [1]53*	3,3191	3,8326	0,0000
7	NBP [1]64*	9,9705	11,5129	0,0000
8	NBP [1]78*	6,1622	7,1154	0,0000
9	NBP [1]93*	9,2195	10,6457	0,0000
10	NBP [1]107*	6,6464	7,6745	0,0000
11	NBP [1]119*	7,7807	8,9844	0,0000
12	NBP [1]135*	5,2739	6,0898	0,0000
13	NBP [1]149*	6,3232	7,3013	0,0000
14	NBP [1]162*	3,4964	4,0373	0,0000
15	NBP [1]178*	3,3044	3,8156	0,0000
16	NBP [1]192*	3,1619	3,6510	0,0000
17	NBP [1]206*	3,1408	3,6266	0,0000
18	NBP [1]220*	2,4527	2,8321	0,0000
19	NBP [1]235*	1,9460	2,2471	0,0000
20	NBP [1]249*	1,7359	2,0045	0,0000
21	NBP [1]263*	1,4173	1,6365	0,0000
22	NBP [1]277*	1,2632	1,4586	0,0000
23	NBP [1]291*	0,9159	1,0576	0,0000
24	NBP [1]306*	1,2459	1,4386	0,0000
25	NBP [1]320*	0,6521	0,7530	0,0000
26	NBP [1]335*	0,3748	0,4328	0,0000
27	NBP [1]349*	0,3792	0,4378	0,0000
28	NBP [1]363*	0,4227	0,4881	0,0000
29	NBP [1]377*	0,4497	0,5193	0,0000
30	NBP [1]391*	0,3988	0,4605	0,0000
31	NBP [1]406*	0,3567	0,4118	0,0000
32	NBP [1]420*	0,3110	0,3592	0,0000
33	NBP [1]439*	0,4112	0,4748	0,0000
34	NBP [1]462*	0,3235	0,3735	0,0000

Требования к стабильному газовому конденсату представлены в [25]

Согласно требованиям представленным в п.4.2 ГОСТ ГОСТ Р 54389-2011, давление насыщенных паров стабильного газового конденсата не должно превышать 66,7 кПа при 37,8 °С.

Давление насыщенных паров продукта, полученного путем расчета на разработанной модели, составляет 43,2 кПа при 37,8 °С. Следовательно качество полученного продукта соответствует требованиям нормативной документации.