ыыаоп. научн статья. Г. Тимирясова Научный Маслов Игорь Николаевич
 Скачать 1.45 Mb.
|
|
Методы очистки газовых выбросов “Казаньоргсинтез”. Углеводороды Шачнева Ирина Алексеевна Бакалавриат Казанский инновационный университет имени В. Г. Тимирясова Научный руководитель: Маслов Игорь Николаевич Казанский инновационный университет имени В. Г. Тимирясова Аннотация Одной из наиболее актуальных экономических и экологических проблем России является эффективное использование природных ресурсов. Сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ) на факелах приводит к значительным потерям ценного химического сырья. Одним из наиболее распространенных видов использования ПНГ является использование его в качестве топлива на электростанциях. Попутные(нефтяные)газы(углеводороды)относятся к наиболее ценному химическому сырью и высокоэффективному органическому топливу. В отличие от природных горючих газов, состоящих в основном из метана, попутные газы содержат большое количество этана, пропана, бутана и других предельных углеводородов. После переработки попутного газа получается сухой(тощий)газ-ценное сырье, состоящее из широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ)исжиженных газов, используемых в химической и нефтехимической промышленности. Сокращение выбросов вредных веществ является важнейшей задачей экологизации производственных процессов. Ответственные компании планомерно внедряют современные методы снижения выбросов вредных соединений. Для этого предлагаются инновационные решения и технологии. Ключевые слова: газопоршневая-электростанция, попутный нефтяной газ(углеводороды), электроэнергетика, факельная установка, газгольдер Актуальный вопрос Нестабильность составляет большое количество примесей затрудняют использование попутного нефтяного газа, но тем не менее ПНГ являются важным сырьем для энергетики и химической промышленности. По данным Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, ежегодно добывается около 55 миллиардов попутных нефти и газа. Из них 27% сжигается на факелах с выбросом большого количества твердых загрязняющих веществ, наносящих ущерб окружающей среде. Минэнерго предложило ужесточить штрафной режим за сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ).  Рис. 1. Негативное воздействие сжигания попутного нефтяного газа (ПНГ) на окружающую среду Анализ возможных путей решения проблемы Главной задачей нашего проект является минимальный выброс углеводорода, мы предлагаем установить на территории предприятия переработку углеводородов в энергию (Газопоршневая электростанция). Разделение и очистка газа. Установка предназначенных баков для сбора газа. Использование технологии спутниковой навигации и дронов для введения отчётности работы. Использование виртуальной реальности для подготовки персонала и дистанционного управления процессов, связанных со строительством. Установка предназначенных баков для сбора газа Ключевая характеристика цистерн— материал. Он определяет конструктивный принцип изготовления корпуса — каркасный или бескаркасный. К первому виду относят: железобетонные емкости — надежные, устойчивые к разрушениям, но сложные в транспортировке и очень тяжелые, они подходят для мазута, битума и подобных смесей; металлические цистерны из сплавов, мало восприимчивых к воздействию нефтяных соединений; емкости из неметаллических материалов — пластика, стеклопластика.  Используемые виды емкостей классифицируют по разным признакам: по месту установки/размещения; по объему резервуара — характеристика важна, в том числе, для определения класса емкости по опасности; по конструктивному решению основных и дополнительных элементов; по материалу основной емкости. Газопоршневая электростанция (ГПЭС) Газопоршневые электростанции производят два вида энергии: электрическую и тепловую. Газопоршневая установка представляет собой энергетическую систему, работа которой обеспечивается двигателем внутреннего сгорания и может работать автономно и в комплексе с другими энергетическими системами. Газопоршневой двигатель-генератор ГДГ 90 предназначен для выработки электроэнергии и использует в качестве топлива попутный нефтяной газ с низким содержанием метана (>30%) и низким давлением (0,2 МПа) перед двигателем. Двигатель-генератор ГДГ 90 выполнен на базе рядного двигателя с 6 цилиндрами диаметром 210 мм, ходом поршня 210 мм и частотой вращения коленчатого вала 1000 об/мин. Более низкие обороты коленчатого вала двигателя означают более длительный срок службы до капитального ремонта. ГДГ 90 может вырабатывать до 500 кВт электрической и 500 кВт тепловой энергии (от теплообменника выхлопных газов и основного контура охлаждения двигателя) в зависимости от состава попутных газов. В конструкции двигателя также используется уникальная система охлаждения камеры сгорания. Это снижает температуру выхлопных газов до 480°C и продлевает срок службы выпускных клапанов. Для обеспечения большего ресурса выпускных клапанов в конструкции крышки цилиндров используется немецкий механизм поворота выпускных клапанов. Систему охлаждения можно заполнить обычной мягкой водой. Блок выдерживает кратковременные скачки нагрузки от нуля до 30%, а затем оставшиеся 70%. Электрический шкаф управления имеет все необходимые защиты и возможность эксплуатации электрических сетей. Блочная электростанция – один из самых эффективных способов экономии электроэнергии. • Целью данной системы является удаление попутных нефтяных газов из тяжелых углеводородов (в жидкой/аэрозольной и газовой фазе) и воды. • Основным принципом работы системы является криогенная сепарация. • Чиллер снижает температуру газа в отбензинивающей колонне до -25 градусов Цельсия. Затем сконденсированный газ отделяют и удаляют из общего потока. • Одна установка производит до 2000 м3 очищенного газа в час. Этого достаточно, чтобы заправить 7-9 генераторов Caterpillar G3516.  Рисунок 2. Подготовка газа Система измерительного узла налива нефтепродуктов АСН-Д100К3, представляет собой автоматизированный комплекс узлов, агрегатов и устройств, работающих по единому алгоритму дозированной выдачи нефтепродуктов в наливной транспорт. Исполнение системы соответствует требованиям пожаро- и взрывозащиты, метрологии и охраны труда, что подтверждается в сопроводительной разрешительной документации. Использование технологии спутниковой навигации и дронов для введения отчётности работы. Виды работы с дронами: Предварительное геологическое изучение местности. Оснащение качественной фото- и видеоаппаратурой позволяет осуществлять дальнейшее редактирование ортофотопланов, 3D-моделей местности и т. д. для получения полной и качественной информации об интересующей местности. Управление строительно-ремонтными работами. Дроны упрощают мониторинг строительных работ на месте. Усовершенствованные технические характеристики устройства позволяют осуществлять автоматизированный мониторинг. Управление процессом газоочистки Территориальная защита. Регулярные полеты дронов обеспечивают предотвращение проникновения посторонних лиц на территорию объекта. Способность быстро реагировать в экстренной ситуации. Дроны собирают и передают информацию в кратчайшие сроки, чтобы можно было быстро принимать решения для решения проблем.  Использование виртуальной реальности для подготовки персонала и дистанционного управления процессов, связанных со строительством. Обучение персонала созданию программ моделирования, а также ремонту и обслуживанию автоматизированного оборудования с использованием шлемов виртуальной реальности и датчиков движения. Промышленные компании по всему миру инвестируют в иммерсивные технологии. Это связано с тем, что это помогает улучшить обучение сотрудников, снизить затраты и обеспечить непрерывность бизнеса. Симуляционные симуляторы виртуальной реальности эффективно передают навыки и знания персоналу, сокращая время на достижение высокого уровня компетентности. В безопасной VR-среде специалисты учатся и отрабатывают базовые навыки эксплуатации и обслуживания оборудования, изучая проверенные алгоритмы движения в самых разных ситуациях. Список литературы .Саранча А.В. Определение продуктивности скважин при гидроразрыве пласта / А.В. Саранча, М.Л. Карнаухов // Известия высших учебных заведений. – 2007. – № 4. – С. 29–32 Саранча А.В. Разработка и исследование методов оценки и интерпретации кривых восстановления давления в скважинах после гидроразрыва пласта: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Тюменский государственный нефтегазовый университет. – Тюмень, 2008. Караганов В.В. Чтобы повысить эффективность использования попутного нефтяного газа, революционные подходы не нужны // Нефть и Капитал. 2007 2. Гудков С.Ф. Переработка углеводородных попутных и природных газов. - М.: Гостоптехиздат, 1960. - 176 с. 3. Кобилов Х. Х., Гойибова Д. Ф., Назарова А. П. Низкотемпературная сепарация углеводоро-дов из природного и нефтяного попутных газов // Молодой ученый. — 2015. — №7. — С. 153-155. — URL https://moluch.ru/archive/87/14912/ (дата обращения: 03.04.2020). . Буянов, А.Б., Комаров, Д.Ю. Перспективы применения когенерационных газопоршневых электростанций: учебное пособие. Журнал «Известия Петербургского Университета Путей Сообщения №1» Издательство: ПГУПС Императора Александра I (Санкт-Петербург), 2007. С. 116-117. Воропай Н.И. Концепция SMART-GRID и надежность электроэнергетических систем. Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 62. Иваново, ПресСто, 2011. С. 321–325 2. Дьяков А.Ф., Исамухаммедов Я.Ш. Современное состояние электроэнергетики России и факторы снижения надежности электроснабжения. Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики. Вып. 63, Баку, АзНИиПИИЭ, 2013. С. 7–13. 3. Фархадзаде Э.М., Фарзалиев Ю.З., Мурадалиев А.З. Оценка качества восстановления износа энергоблоков ТЭС. Минск., Энергетика № 1, 2016. 14–24 с. 4. Фархадзаде Э.М., Фарзалиев Ю.З., Мурадалиев А.З. Метод и алгоритм ранжирования котельных установок блочных электростанций по критерию надёжности и экономичности работы М., Теплоэнергетика № 10, 2015. С. 22–29. 5. Фархадзаде Э.М., Мурадалиев А.З., Фарзалиев Ю.З., Абдуллаева С.А. Сравнение и ранжирование паротурбинных установок энергоблоков ТЭС по эффективности работы. М.: Теплоэнергетика № 10, 2018. С. 41–49. |