Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Разработка энергосберегающей технологии переработки газового конденсата широкого фракционного состава

Диссертация: Разработка энергосберегающей технологии переработки газового конденсата широкого фракционного состава
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Определено направление структурного совершенствования существующих установок переработки газового конденсата: переход к схемам с предварительной ректификационной стабилизацией исходного сырья и максимальной интеграцией материальных и тепловых потоков; Реализована гибкая технологическая схема, позволяющая перерабатывать газовый конденсат широкого фракционного состава, с выпуском качественной… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Исследование способов разделения многокомпонентных смесей
    • 1. 1. Выбор оптимальных схем разделения многокомпонентных смесей
      • 1. 1. 1. Схемы разделения дискретных смесей
      • 1. 1. 2. Схемы разделения непрерывных смесей
    • 1. 2. Анализ технологических схем и конструктивного оформления установок переработки газового конденсата
  • 2. Объекты и методы исследования
    • 2. 1. Качественные характеристики перерабатываемого сырья
    • 2. 2. Расчет ректификации
    • 2. 3. Выбор модели ПЖР
  • 3. Разработка гибкой технологической схемы переработки газового конденсата
    • 3. 1. Анализ существующей технологической схемы
      • 3. 1. 1. Технологическая схема до реконструкции
      • 3. 1. 2. Анализ работы блока подогрева сырья и технологической печи
      • 3. 1. 3. Анализ работы блока колонн
      • 3. 1. 4. Анализ работы установки при переработке газового конденсата разного фракционного состава
    • 3. 2. Проработка вариантов реконструкции
      • 3. 2. 1. Варианты организации технологической схемы переработки газового конденсата
      • 3. 2. 2. Вариант наращивания колонны К
      • 3. 2. 3. Вариант использования предварительного сепаратора
      • 3. 2. 4. Вариант установки вакуумной колонны
      • 3. 2. 5. Вариант установки колонны стабилизации бензина
      • 3. 2. 6. Вариант установки колонны стабилизации сырья
      • 3. 2. 7. Оценка энергетических затрат
  • 4. Реконструкция установки переработки газового конденсата
    • 4. 1. Основные технические решения реконструкции
    • 4. 2. Организация рецикла независимого теплоносителя
  • 5. Изменение топологии схемы в процессе эксплуатации
  • Выводы

Разработка энергосберегающей технологии переработки газового конденсата широкого фракционного состава (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Особенностью нефтегазоперерабатывающего комплекса является возможное изменение состава сырья, поступающего на переработку и достаточно частая смена приоритетов по топливно-прямогонным фракциям. В таких условиях технологическая схема процесса должна обеспечивать переработку исходной смеси с получением заданных продуктов во всем диапазоне колебания состава сырья и возможных изменениях требований конъюнктуры рынка. Ситуация усложняется, когда на переработку поступает смеси различных нефтей или газового конденсата, расход и состав которых в течение времени может сильно меняться.

В результате, одними из главных задач практики и научных исследований становятся принципиальные вопросы технологии: проблемы синтеза технологических схем с определением оптимальных параметров процесса, обеспечивающих технологическую гибкость, расширение диапазона устойчивой работы схемы и снижение энергетических затрат на разделение.

Таким образом, исследование особенностей фракционирования нефтегазоконденсатного сырья, разработка оптимальных режимов и технологически гибких энергетически эффективных схем этого процесса является важной и весьма актуальной задачей.

Вышеизложенное определило цель работы, разработать технологическую схему переработки газового конденсата, способную работать в условиях смены состава исходного сырья, обладающую минимальными энергетическими затратами. Для реализации обозначенной цели потребовалось решение ряда задач: провести анализ существующих методов синтеза технологических схем разделения непрерывных смесей, выполнить анализ организации существующих технологических схем данного процесса, проработать возможные варианты топологии технологической схемы с оценкой энергетических затрат на разделение, реализовать окончательный вариант технологической схемы с учётом особенностей и ограничений существующего оборудования.

Научная новизна.

Определено направление структурного совершенствования существующих установок переработки газового конденсата: переход к схемам с предварительной ректификационной стабилизацией исходного сырья и максимальной интеграцией материальных и тепловых потоков;

Впервые проведено систематическое исследование зависимости энергетических затрат на переработку газового конденсата от топологии технологических схем разделения, структурно отображающих основные направления организации этого процесса на предприятиях страны;

Установлена зависимость влияния рецикла высокотемпературного теплоносителя на энергетические затраты и устойчивость работы технологической схемы;

Впервые предложен вариант организации схемы переработки газового конден-, сата с возможной сменой топологии в процессе эксплуатации.

Практическая значимость.

На основании проведенных исследований и полученных результатов разработана и реализована в ходе реконструкции технологическая схема, устойчиво работающая в широком диапазоне изменения фракционного состава исходного сырья.

Реализованная технологическая схема позволила:

1. достигнуть проектной мощности установки 1 млн. тонн в год, с выпуском кондиционной продукции всего ассортимента;

2. расширить ассортимент выпускаемой продукции за счет вывода керосиновой фракции (марка КТ-1 по ТУ 38.401−58−8-90) и организовать производство зимнего дизельное топливо (ГОСТ 305−82);

3. стабилизировать обеспечение установки теплом за счет реализации рецикла высокотемпературного теплоносителя (мазута);

4. снизить энергетические затраты на разделение в среднем на 8.2%, что соот-. ветствует снижению эксплуатационных затрат на 15,5 млн. рублей в год.

При капитальных затратах в 200 млн. рублей, срок окупаемости инвестиций составил менее двух лет.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации 157 страниц, включая 81 источников литературы, 46 таблиц и 48 рисунков.

Выводы.

1. Предложена технологическая схема с возможностью изменения топологии непосредственно в процессе эксплуатации, позволяющая получать продукты с минимальными энергетическими затратами вне зависимости от составов исходного сырья.

2. Реализована гибкая технологическая схема, позволяющая перерабатывать газовый конденсат широкого фракционного состава, с выпуском качественной продукции: пропан-бутановая фракция, бензин газовый стабильный, керосин технический, дизельное топливо и мазут;

3. Для обеспечения установки теплом, организован рецикл высокотемпературного теплоносителя собственного производства (мазута), проведено исследование его влияния на основные технологические параметры процесса;

4. Снизилось общее энергопотребление установки. В зависимости от состава газового конденсата, энергетические затраты сократились от 4,74% при переработке тяжелого до 11,7% при переработке лёгкого сырья, что в среднем соответствует снижению эксплуатационных затрат на 15,5 млн. рублей в год;

5. Расширен ассортимент выпускаемой продукции: получены узкие бензиновые фракции, позволяющие их использование в перспективе как сырье для процессов изомеризации и риформингавыведен керосин, соответствующий качеству КТ-1 по ТУ 38.401−58−8-90- организовано производство зимнего дизельного топлива (ГОСТ 305−82). Улучшено качество мазута, до реконструкции соответствовавшее марке М-40 по ГОСТ 10 585–99, после реконструкции — марке М-100 по ГОСТ 10 585–99.

6. Все принятые технические решения были реализованы на существующей установке в период проведения капитального ремонта. По результатам реконструкции достигнута проектная мощность в один миллион тонн в год по сырью (125 000 кг/час). При капитальных затратах в 200 млн. рублей, срок окупаемости инвестиций составил менее двух лет.

Показать весь текст

Список литературы

  1. , Е.А. Разработка энергосберегающих технологий экстрактивной ректификации, включающих сложные колоны с боковой секцией: дис.. канд. техн. наук/ Е. А. Анохина. М., 2004. — 207 с.
  2. , И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке/ И. А. Александров. М.: Химия, 1981. — 352 е.: ил.
  3. , А.В. Создание энергосберегающих технологий многокомпонентных смесей органических продуктов на базе тополого-графового анализа концентрационных областей оптимальности: дис.. докт. техн. наук/ А. В. Тимошенко. -М., 2001.-298 с.
  4. , M.JI. Разработка энергосберегающей технологии ректификации продуктов каталитического крекинга: дис. .канд. техн. наук/ M. J1. Голованов. — М., 2007.-203 с.
  5. , Е.А. Разработка энергосберегающей технологии газофракционирования легких углеводородных газов: автореф. дис. .канд. техн. наук/ Е. А. Глушаченкова. М., 2002. — 25 с.
  6. , И.С. Сравнительный анализ схем газоразделения на НПЗ/ И. С. Вольфсон, Э. Ш. Теляков //Химия и технология топлив и масел. 1978. — № 1.-С. 7−10.
  7. , В.Н. Схемы фракционирования смесей в сложных колоннах/ В.Н.Деменков// Химия и технология топлив и масел. 1997. — № 2.- С.6−8.
  8. , В.Н. Новые технологические схемы фракционирования нефтяных смесей в сложных колоннах: автореф. дис. докт. техн. наук/ В. Н. Деменков — Уфа, 1996.-50с.
  9. Triantafyllou С, Smith R. The design and optimization of diving wall distillation columns: in Energy efficiency in progress technology. Athens, Greece, 1992, p.351−360.
  10. A. Jimenez, S. Hernandez, F.A. Montoy and M. Zavala-Garcia Analysis of Control Properties of Conventional and Nonconventional Distillation Sequences // Ind. Eng. Chem. Res. 2001, v. 40, pp. 3757−3761
  11. Tedder D.W., Rudd D.F. Parametric Studies in Industrial Distillation. // AIChE J. -1978, v.24,1, pp.303−334
  12. , C.B. Некоторые вопросы ректификации бинарных и многокомпонентных смесей/С.В.Львов. -М.: Изд. АН СССР. 1960. — 125с.
  13. Серафимов, Л. А. Определение числа вариантов технологических схем ректификации n-компонентных смесей/ Л. А. Серафимов, А. С. Мозжухин, Л. Б. Науменкова // Теор. основы хим. технологии. 1993, — т.27, № 3, — С.292—299.
  14. , Б.Б. Области оптимальных исходных составов при экстрактивной ректификации: дис. .канд. техн. наук/ Б. Б. Долматов М., 2009. — 205 с.
  15. A. Jimenez, S. Hernandez, F.A. Montoy and M. Zavala-Garcia Analysis of Control Properties of Conventional and Nonconventional Distillation Sequences // Ind. Eng. Chem. Res. — 2001, v. 40. — PP. 3757—3761.
  16. , B.M. О термодинамической эффективности ректификационных установок со стриппинг-секциями/ В. М. Платонов, Ф. Б. Петлюк, И. Б. Жванецкий // Химия и технология топлив и масел. 1971. — № 3. — С.32−39.
  17. , А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа/ А. К. Мановян. 2-е изд. — М.: Химия, 2001. — 568 е.: ил.
  18. , Л.Л. Интеграция тепловых процессов наустановке первичной переработки нефти АВТ А12/2 при работе в зимнее время/Л.Л. Товажнянский и др. //ТОХТ. 2009, — № 6.-С.665−676.
  19. , В.К. Синтез теплоинтегрированных систем ректификации/В.К.Викторов, Н. В. Кузичкин, М. В. Жуковец //ТОХТ. 2001, — № 1.-С.49−56.
  20. , А.К. Разработка и исследование рационалных технологических схем и режимов современных и перспективных установок ректификации нефти и нефтепродуктов: дис.. докт. техн. наук/ А. К. Мановян. М., 1976. — 376 с.
  21. , В.Н. Разработка новых схем фракционирования нефти и нефтяных углеводородов в сложных колоннах: автореф. дисс. .техн. наук/ В. Н. Деменков. Уфа, 1985.- 105 с.
  22. A.c. 413 863 СССР, МКЛ3С107/00. Способ первичной перегонки нефти//БИ. 1974. № 4.С.175.
  23. A.c. 413 863 СССР, МКЛ3С107/00. Способ первичной перегонки нефти//БИ. 1974. № 29.С.73.
  24. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов и др. СПб.: Недра, 2006. —868 е.: ил.
  25. , С. А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: Учебное пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов. — СПб.: Недра, 2006. —868 е.: ил.
  26. , В.П. Разработка энергосберегающей технологии стабилизации и разделения бензинов в перекретночных насадочных колоннах/автореф.дисс. канд. техн. наук / В. П. Костюченко. Уфа, 2005. — 24 с.
  27. , Г. М. Разработка и внедрение энергосберегающей технологии фракционирования нефти/ автореф.дисс. канд. техн. наук / Г. М. Сидоров. Уфа, 1993.-22 с.
  28. , О.Ф. Технология переработки нефти. В 2-х частях. Часть первая Первичная переработка нефти/ О. Ф. Глаголева, В М. Капустин. М.: Химия, Колос, 2007. — 400 е.: ил.
  29. Тер-Саркисов, P.M. Разработка месторождений природных газов/ Р.М.Тер-Саркисов. М.: ОАО «Издательство «Недра», 1999. — 659 е.: ил.
  30. , А.Г. Проектирование и модернизация аппаратов разделения в нефте-и газопереработке/ А. Г. Лаптев, Н. Г. Минеев, П. А. Мальковский. Казань: «Печатный Двор», 2002. — 220 с.
  31. , К.В. Производство топлив для судовых двигателей /К.В. Бакла-шев, Ю.Н., Лебедев, В.Н. Николаенко//ХТТМ. 2002. — № 4. — С. 10−12.
  32. , В.В. Установка ЭЛОУ-АВТ в ОАО «Орскнефтеоргсинтез» /В.В. Пилюгин, К. Б. Рудяк, В. П. Костюченко В.П. //ХТТМ. 2004. — № 1. — С. 10−13.
  33. , В.В. Установка первичной переработки нефти на Комсомольском НПЗ / В. В. Нападовский, В. В. Ежов, К.В. Баклашев//ХТТМ. 2004. — № 1. — С. 4−9.
  34. , М.Л. Башкирский химический журнал/ М. Л. Креймер,
  35. Р.Н.Илембитова, Е. А. Ахмалеев. 1996. — Т. 5. — №.3. — С. 16−23.
  36. , Х.Х. Особенности технологии перегонки газового конденсата и её реализация на крупногабаритной установке ЭЛОУ-АВТ-4 /Х.Х. Рахимов, М.Р. Зи-диханов, М. И. Басыров //Нефтепереработка и нефтехимия 2003. -№ 10.-С. 25−29.
  37. , Н.В. Разработка и следование рациональных технологических схем и режимов ректификации газоконденсатного сырья (на примере Астраханского газоперерабатывающего завода): дис. .канд. техн. наук/ Н. В. Попадин. Астрахань, 2002. — 125 с.
  38. , Х.Н. Повышение эффективности комплекса установок переработкигазовых конденсатов: дис. доктора техн. наук: Х.НЛсавеев. Казань, 2004. —348 с.
  39. , М. В. Исследование тепло-массообмена при переработке газового конденсата и разработка энергосберегающей технологии: автореф. дис. .канд. техн. наук / М. В. Волков. Череповец, 2006. — 25 с.
  40. , С.Н. Комплексная переработка нефтегазоконденсатных смесей на малогабаритных установках: автореф. дис. .докт. техн. наук/ С. Н. Овчаров. — Астрахань, 2010. 47 е.-
  41. Пат. 2 165 282 Российская Федерация, МПК7B01D3/10, C10G7/06. Способ переработки легкого газового конденсата/ Ивановский H.H., Лойко A.A.- заявитель и патентообладатель Ивановский Н. Н., Лойко А. А. № 2 000 115 040/12- заявл. 15.06.00- опубл. 20.04.01
  42. , С.Г. Исследование и разработка оптимальных технологических режимов и схем фракционирования нефтегазоконденсатных смесей: дис. .канд. техн. наук/ С. Г. Пикапов. Ставрополь, 2006. — 150 е.-
  43. , A.B. Разработка оптимальных технологических режимов и рациональных схем фракционирования газового конденсата на малогабаритных установках: дис. .канд. техн. наук/А.В. Журбин. Ставрополь, 2009. — 134 е.-
  44. , H.A. Некоторые вопросы переработки и использования газового конденсата / H.A. Горченков, В. В. Федоров, П. И. Короткое // Нефтепереработка и нефтехимия. 1974. — № 6. — С. 20−22.
  45. А.С. 1 249 060 СССР, МКИ C10G 7/00. Способ получения нефтяных фракций / Пикалов Г. П., Петлюк Ф. Б., Ямпольская М. Х. и др. (СССР). Опубл. 1986. Бюл. № 29.
  46. А.С. 1 253 984 СССР, МКИ C10G 7/00. Способ получения нефтяных фракций /Пикалов Г. П., Петлюк Ф. Б., Ямпольская М. Х. и др. (СССР). Опубл. 1986. -Бюл. № 32.
  47. , С.Н. Оптимизация состава нефтегазоконденсатных смесей для первичной переработки/ С. Н. Овчаров, Г. П. Пикалов, С. Г. Пикалов // ХТТМ. 2005. — № 1.-С. 37−39.
  48. Пат. 2 273 656 РФ, МПК C10G 7/00. Способ получения топливных фракций / Овчаров С. Н., Пикалов Г. П., Пикалов С. Г., Пикалов И. С., Овчарова А. С. № 2 004 135 661, приоритет изобр. 07.12.2004 г., зарегистр. 10.04.2006 г., опубл. 10.04.2006 г., бюл. № 10. — 7 с.
  49. , С.Г. Перспективы создания крупных производств по переработке природного газа/ С. Г. Басалов // Нефтепереработка и нефтехимия. 2004. — № 6. — С. 11−14.
  50. Riazi, M.-R. Characterization and Properties of Petroleum fraction/M.-R.Riazi 1 st ed p.cm. — (ASTM manual series: MNL50). — 2005.- p.421.
  51. , С. Фазовые равновесия в химической технологии/ С. Уэйлес: В 2-х ч. 4.1.- пер. с англ. -М.: Мир, 1989. 304 е.- ил.
  52. JI.B. Разработка термодинамически эффективных схем ректификации многокомпонентных промышленных смесей: дис. канд техн. наук/ JI.B. Иванова. М., 2005. — 153 с.
  53. , А.Н. Развитие методов прогнозирования свойств природных углеводородных смесей для проектирования разработки месторождений нефти и газа: автореф. дис.канд. техн. наук/ А. Н. Нугаева. Уфа, 2007. -25 е.-
  54. Петлюк, Ф. Б. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет/ Ф. Б. Петлюк, Л. А. Серафимов.- М.: Химии, 1983. 304 с.
  55. Скобло, А. И. Процессы и аппараты нефтегазоперерработки и нефтехимии: Учебник для вузов/ А. И. Скобло и др. 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ООО «Не-дра-Бизнесцентр», 2000. — 677 е.: ил.
  56. , П. А. Совершенствование технологий и аппаратов переработки газовых конденсатов: автореф. дис.. д-ра техн. наук/ П. А. Мальковский. Казань, 2003.-34с.
  57. , Т.Г. Методы расчетов основного оборудования нефтепереработки нефтехимии: учеб. пособие/ Т. Г. Умергалин, Ф. М. Галиаскаров. Уфа: Изд-во «Нефтегазовое дело», 2007. -236 с.
  58. , Ю. В. Исследование составов и методов переработки газовых конденсатов и нефтяных оторочек заполярного месторождения: Автореф.. канд. хим. наук: Ю. В. Будяков. Самара, 2006. — 23 с.
  59. , Ю. В. Исследование составов и методов переработки газовых конденсатов и нефтяных оторочек заполярного месторождения: Автореф.. канд. хим. наук: Ю. В. Будяков. Самара, 2006. — 23 с.
  60. , С.А. Моделирование и инженерные расчеты физико- химических свойств углеводородных систем/ С. А. Ахметов, В.А.Аль-Окла/ Учебное пособие. -Уфа: РИО РУНМЦ МО РБ, 2003. -160 е., табл., диагр., схем.
  61. , М. А. Разработка новых технологических решений по переработке высокопарафинистого газового конденсата: автореф. дис.. канд. техн. наук/ М. А. Кудрявцев. М., 2004. — 24 с.
  62. ТУ 38.401−58−8-90. Керосин технический. Введ. 1991−01−01. — М.: Изд-во стандартов, 1991.-5с.
  63. ГОСТ 305–82*. Топливо дизельное. Технические условия. Введ.1983−01−01. — М.: Изд-во стандартов, 2001. — 6с.
  64. ГОСТ 10 585–99*.Топливо нефтяное. Мазут. Технические условия. — Введ. 2001−01−01. М.: Изд-во стандартов, 2001. — 6с.
  65. СТП-2006. Фракция пропан-бутановая. Технические условия. Введ.2006−07−26.- Нижнекамск: 2006. — 7с.
  66. ТУ 0251−009−5 766 801−93. Прямогонный бензин. Технические условия. -Введ. 1994−01−01. М.: Изд-во стандартов, 1994. — 6с.
  67. , А.И. Основные процессы и аппараты нефтегазопереработки/ А. И. Владимиров, В. А. Щелкунов, С. А. Круглов: Учеб. пособие для вузов. -М.:000 «Недра-Бизнесцентр», 2002.-227 е.: ил.
  68. Основы интеграции тепловых процессов/ Р. Смит и др. Харьков: НТУ «ХПИ», 2000.-458 с.
  69. , B.C. Принципы технологии основного органического и нефтехимического синтеза: Учеб. Пособие для вузов/ В. С. Тимофеев, Л. А. Серафимов. — 2-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 2003. — 536 с: ил.
  70. Пат. 2 273 657 РФ, МПК C10G 7/00. Способ получения топливных фракций / Овчаров С. Н., Пикалов Г. П., Пикалов С. Г., Журбин A.B., Пикалов И. С., Овчарова A.C. № 2 004 135 664- заявл. 07.12.2004- опубл. 10.04.2006- бюл. № 10.-6 с.
  71. Пат. 2 300 551 РФ, МПК C10G 7/00. Способ получения топливных фракций / Овчаров С. Н., Пикалов Г. П., Пикалов С. Г., Пикалов И. С., Овчарова A.C. -№ 2 006 101 112, приоритет изобр. 12.01.2006 г., зарегистр. 10.06.2007 г., опубл. 10.06.2007 г., бюл. № 16. 9 с.
  72. Пат. 2 307 150 РФ, МПК C10G 7/00. Способ получения топливных фракций / Овчаров С. Н., Пикалов И. С., Пикалов С. Г., Пикалов Г. П., Овчарова A.C. -№ 2 006 115 023, приоритет изобр. 02.05.2006 г., зарегистр. 27.09.2007 г., опубл. 27.09.2007 г., бюл. № 27. 8 с.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!