авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Моделирование процессов промысловой подготовки газов и газовых конденсатов. (

-- [ Страница 2 ] --

– затем определяются расход и мольный состав этого потока.

В третьей главе приведены результаты определения адекватности разработанной математической модели, а также исследования влияния термобарических параметров на процессы деэтанизации и стабилизации.

В данной работе, в виду отсутствия возможности проведения параллельных измерений в производственных условиях, оценка адекватности математических моделей была проведена на основе сравнения расчетных и экспериментальных данных.

В таблице 1, 2 приведены результаты расчета процесса деэтанизации и стабилизации на примере Мыльджинского ГКМ.

Таблица 1. – Сравнение результатов расчета и экспериментальных значений процесса деэтанизации (Р = 2,02 МПа; tверха = 35,5оС; tниза = 110 оС).

Вещество Содержание, %мольн.
НК МЭФ ДЭК
Расчет Экспери- мент Расчет Экспери- мент
Метан 10,73 53,52 54,51 1,25 1,01
Этан 6,56 25,86 25,18 2,28 2,34
Пропан 15,49 15,32 14,23 15,53 15,73
И-бутан 7,51 2,39 2,10 8,65 8,71
Н-бутан 11,47 2,03 2,01 13,56 13,59
И-пентан 7,2 0,46 0,43 8,69 8,71
Н-пентан 7,35 0,35 0,31 8,90 8,92
С6+ 33,69 0,0 0,0 41,14 41,20
Расход,кг/ч 31243 2142 2146 29093 29097

Таблица 2. – Сравнение результатов расчета и экспериментальных значений процесса стабилизации (Р = 1,47 МПа; tверха = 71,7оС; tниза = 163,8 оС).

Вещество Содержание, %мольн.
ДЭК ПБФ СК
Расчет Экспери- мент Расчет Экспери- мент
Метан 1,25 3,03 2,33 0,0 0,0
Этан 2,28 7,12 6,76 0,0 0,0
Пропан 15,53 44,52 45,07 0,0 0,0
И-бутан 8,65 22,03 22,66 1,37 1,09
Н-бутан 13,56 20,46 20,76 9,76 9,71
И-пентан 8,69 1,65 1,56 12,44 12,51
Н-пентан 8,90 0,88 0,86 13,18 13,10
С6+ 41,14 0,0 0,0 62,97 63,58
Расход,кг/ч 29097 6413 6393 22704 22684

Расчеты показали, что средняя погрешность определения составов всех выходных потоков двух колон Мыльджинского ГКМ не превышает 11%. В случаях, когда содержание компонента в смеси мало погрешность расчетов увеличивается. Погрешность расчетов расходов выходных потоков находится в пределе 2-3%.

Исследования показали, что разработанная математическая модель также удовлетворительно описывает процессы ректификации различных газоконденсатных месторождений. Примером являются процессы деэтанизации и стабилизации Северно-Васюганского ГКМ, Камчатского ГКМ. Средняя погрешность определения содержания основных компонентов в смеси потоков процессов деэтанизации и стабилизации Северно-Васюганского ГКМ – 7,2 %; Камчатского ГКМ – 7,7%. Средняя погрешность определения расходов потоков – 2,9%; Камчатского ГКМ – 7,9%.

Т.о. показано, что расчет совпадает с экспериментом с допустимой погрешностью и математическую модель можно считать адекватной.

Для дополнительного подтверждения адекватности разработанной математической модели был проведен анализ соответствия результатов расчетов основным теоретическим закономерностям

Исследования влияния технологических параметров проводились на разработанных нами программных модулях процессов ректификации и отпаривания.

Исследование влияние давления на процесс отпаривания проводилось при варьировании параметра в диапазоне 1,62-2,62 МПа, наблюдаемом при эксплуатации колонны деэтанизации Мыльджинского ГКМ. Исследование влияние давления на процесс ректификации проводилось при варьировании параметра в диапазоне 0,82-1,47 МПа.

При увеличении давления от 1,62 МПа до 2,62 МПа в колонне деэтанизации расход МЭФ уменьшается от 3827,33до 1117,9 кг/ч и расход ДЭК увеличивается от 26703,3 до 29413,2 кг/ч. При увеличении давления от 0,82 МПа до 1,72 МПа в колонне стабилизации расход ПБФ уменьшается от 7645,2 до 6698,8 кг/ч и расход СК увеличивается от 20961,8 до 21908,2 кг/ч.

Исследования показали, что в обеих колоннах увеличение давления приводит к конденсации углеводородов в жидкость в разном соотношении. Компоненты с большей молекулярной массой конденсируются интенсивнее, что соответствует первому закону Коновалова.

Исследование влияния температурного режима на процесс разделения в колонне деэтанизации проводили в диапазоне от 9–109 оС (Тверха– Тниза) до 51–151 оС. С повышением температуры количество МЭФ увеличивается от 1682,2 кг/ч до 2727,7 кг/ч, а количество ДЭК уменьшается от 28635,8 кг/ч до 27590,3 кг/ч.

Определено процентное соотношение прироста количества каждого компонента в МЭФ за счет повышения температуры в колонне деэтанизации на 42 о С. На рисунке 5 приведено процентное изменение содержания каждого компонента в МЭФ при ужесточении температурного режима.

 – Процентное изменение-14

Рисунок 5. – Процентное изменение содержания компонентов в метан-этановой фракции при ужесточении температурного режима на 42оС.

Показано, что чем выше молекулярная масса компонента, тем больше он обогащает МЭФ, что полностью согласуется с первым законом Вревского.

Влияние температурного режима на процесс стабилизации исследовали в диапазоне от 44–135 оС до 83–174 оС. С ужесточением температурного режима увеличивается количество ПБФ от 6420,8 кг/ч до 7106,8 кг/ч, количество СК уменьшается от 22186,2кг/ч до 21500,2 кг/ч.

Таким образом, исследования влияния основных технологических параметров на качество проведения процессов разделения в ректификационной колонне и колонне отпаривания показали, что использование разработанных математических моделей позволяет проводить виртуальные эксперименты исследуемых процессов с достаточной достоверностью.

В четвертой главе приведены результаты исследований и анализа влияния технологических параметров на результаты процессов деэтанизации и стабилизации, полученные с применением разработанных математических модулей данных процессов.

Исследовано влияние принципа изменения температурного режима на результаты разделения в колоннах деэтанизации и стабилизации. Исследования проводились при изменении температурного режима следующими способами:

– Изменение температуры верха и низа колонны. В колонне деэтанизации диапазон варьирования температур 9-109 оС – 50-151 оС (температуры верха – низа соответственно). В колонне стабилизации диапазон температур 44-135 оС – 83-174 оС.

– Изменение температуры низа колонны. Влияние температуры низа колонны на процесс деэтанизации исследовали в диапазоне от 109 оС до 150 оС. Влияние температуры низа колонны на процесс стабилизации исследовали в диапазоне от 134 оС до 175 оС.

– Изменение температуры верха колонны. Влияние температуры верха колонны на процесс деэтанизации исследовано в диапазоне от 10 оС до 53 оС. Влияние температуры верха колонны на процесс стабилизации исследовано в диапазоне от 46 оС до 81 оС.

Исследования показали, что наиболее существенное воздействие на соотношение выход верхнего продукта / выход нижнего продукта оказывает параллельное изменение температуры верха и низа колонны (G(МЭФ) – 1045 кг/ч). При изменении температуры низа колонны прирост МЭФ составил 150 кг/ч, температуры верха – 900 кг/ч, воздействие на колонну деэтанизации первым способом и третьим приводит практически к аналогичным эффектам.

Таким образом, при необходимости изменения соотношения выходов продуктовых потоков колонны деэтанизации следует варьировать именно температурой верха колонны, что является наиболее целесообразно также и с экономической точки зрения.

При параллельном изменении температуры верха и низа колонны стабилизации G (ПБФ)=686 кг/ч. При увеличении температуры только низа колоны прирос ПБФ составил 472 кг/ч, только верха – прирост ПБФ 262 кг/ч.

Таким образом, при необходимости изменения соотношения выходов продуктовых потоков колонны стабилизации следует изменять параллельно температуры верха и низа колонны.

Исследования влияния номера тарелки питания на процесс разделения в колоннах деэтанизации и стабилизации.

При приближении тарелки питания к верху колонны увеличивается выход верхнего продукта, поскольку в этом случае увеличивается исчерпывающая часть, где происходит испарение-образование большей части парообразного продукта, и уменьшается укрепляющая часть колонны, в которой происходит конденсация образовавшегося пара, а расход нижнего продукта будет соответственно уменьшаться.

При изменении позиции тарелки питания в колонне деэтанизации с 12 до 18, т.е. при приближении ее к верху колонны происходит увеличение расхода МЭФ с 1919 кг/ч до 2266 кг/ч, а ДЭК уменьшается с 28399 кг/ч до 28052 кг/ч. При изменении номера тарелки питания в колонне стабилизации с 16 по 20 происходит увеличение расхода ПБФ с 6100 кг/ч до 7479 кг/ч, и уменьшение расхода СК с 22507 кг/ч до 21128 кг/ч.

В пятой главе приведены результаты расчета процесса промысловой подготовки газа и газового конденсата, полученные на основе разработанной нами технологической моделирующей системы.

Создание математических моделей процессов отпаривания и ректификации, а также математических модулей на их основе позволили сформировать новую ТМС промысловой подготовки газа и конденсата. Интегрирование математических модулей двух этапов технологии промысловой подготовки позволяет моделировать процессы подготовки газа и определять расход и состав ДЭК, являющегося сырьем для второй стадии промысловой подготовки – стадии стабилизации. Кроме этого, применение ТМС позволяет описывать процессы подготовки газа с учетом влияния процессов стадии стабилизации. Появилась возможность определения состава и расхода МЭФ (верхний продукт колонны деэтанизации), направляемой на вход в третий сепаратор. Также определяется состав ПБФ (верхний продукт колонны стабилизации), что дает возможность оценить количество потока ПБФ, которое допускается смешивать с потоком товарного газа, не повышая точку росы выше допускаемого ГОСТом значения.

Таким образом, применение ТМС позволяет моделировать двух этапную технологию промысловой подготовки газа и конденсата как единую технологию с учетом прямых и обратных связей, что дает возможность оценивать технологические решения на качественно новом уровне.

Результаты расчета процессов промысловой подготовки газов и газового конденсата на примере Северно-Васюганского ГКМ приведены в таблице 3. ДНП СК составило 42,6 кПа, точка росы СГ –15,9 оС.

Определим прирост товарной продукции при проведении процесса стабилизации при оптимальных термобарических условиях.

Проведение процесса стабилизации при рабочих термобарических условиях позволяет получить стабильный конденсат в количестве 13400 кг/ч (табл. 3), при этом выделяется «чистого» сухого газа 65400 кг/ч. Кроме этого, из выделенной ПБФ в количестве 8100 кг/ч, 1500 кг/ч можно смешивать с сухим газом, что приведет к повышению токи росы СГ с – 15 до – 11,7 оС и при этом может увеличить его количество до 66900 кг/ч (остаток ПБФ составит 6600 кг/ч).

Поскольку разработанная ТМС позволяет исследовать влияние технологических параметров на процессы и параметрическую чувствительность объекта, определим оптимальный температурный режим в колонне стабилизации на УДСК Северно-Васюганского ГКМ.

Требования предъявляемые в СК (ГОСТ Р 51858-2002) допускает значение давление насыщенного пара не превышающее 66,7 кПа.

При исследовании влияния температуры на процесс разделения в стабилизаторе в диапазонах 75-170–55-150 оС (Тверха– Тниза), оказалось, что снижение температуры положительно влияет на процесс разделения с точки зрения количества целевой продукции (при высоком температурном режиме получено 13171 кг/ч стабильного конденсата при наиболее низком –14547 кг/ч).

В этом случае происходит увеличение значения ДНП стабильного конденсата с

40,6 кПа до 68,86 кПа.

Оптимальным является температурный режим 58-152 оС, поскольку проведения процесса стабилизации при этом режиме позволяет получить

Таблица 3. – Результаты расчета процессов комплексной подготовки газа и деэтанизации и стабилизации газового конденсата с применением моделирующей системы.(Температура: С1=21оС, С2=11 оС,С3=-35 оС, РЖ1=17 оС, РЖ2=-26 оС; давление: С1=8,3МПа, С2=8,2 МПа,С3=3,6 МПа, РЖ1=5,5 МПа, РЖ2=3,1 МПа )

(Деэтанизатор:tн=105 оС,tв=18 оС,p=2,4МПа;

Стабилизатор:tн=165 оС,tв=70 оС,p=1,5МПа).



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.