З метою визначення оптимальних технологічних режимів роботи установки комплексної підготовки газового конденсату із застосуванням моделюючої системи були виконані дослідження щодо впливу термобарических параметрів на вихід і якість товарного газу. досліджено вплив параметричної чутливості на основні показники процесу низькотемпературної сепарації: Вихід товарного газу і температуру точки роси по вуглеводнях, рекомендовані найбільш ефективні режими роботи установки.

Анотація наукової статті з хімічних технологій, автор наукової роботи - Кравцов Анатолій Васильович, Ушева Наталія Вікторівна, Мойзес Ольга Юхимівна, Кузьменко Олена Анатоліївна, Ануфрієва Ольга Вікторівна


In order to determine optimal process conditions of functioning the device of gas condensate complex preparation applying analogue the influence of thermobaric parameters on output and quality of tank gas was studied. Influence of parametric sensitivity on the main indices of low-temperature separation process: tank gas output and dew point temperature by hydrocarbons was studied, the most efficient modes of operation of the device were recommended.


Область наук:
  • хімічні технології
  • Рік видавництва: 2009
    Журнал: Известия Томського політехнічного університету. Інжиніринг ГЕОРЕСУРСИ
    Наукова стаття на тему 'Аналіз впливу технологічних параметрів та оптимізація процесів низькотемпературної сепарації'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз впливу технологічних параметрів та оптимізація процесів низькотемпературної сепарації»

    ?УДК 665.6 / .7

    АНАЛІЗ ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСІВ низькотемпературної сепарації

    А.В. Кравцов, Н.В. Ушева, О.Е. Мойзес, Е.А. Кузьменко, О.В. Ануфрієва

    Томський політехнічний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    З метою визначення оптимальних технологічних режимів роботи установки комплексної підготовки газового конденсату із застосуванням моделюючої системи були виконані дослідження щодо впливу термобарических параметрів на вихід і якість товарного газу. Досліджено вплив параметричної чутливості на основні показники процесу низькотемпературної сепарації: вихід товарного газу і температуру точки роси по вуглеводнях, рекомендовані найбільш ефективні режими роботи установки.

    Ключові слова:

    Газовий конденсат, промислова підготовка, сепарація, технологічний параметр, оптимізація, технологія, параметрична чутливість.

    Key words:

    Gas condensate, field preparation, separation, process parameter, optimization, techniques, parametric sensitivity.

    При промислової підготовки газів і газових конденсатів найбільш часто використовується технологія низькотемпературної сепарації (НТС). Незважаючи на те, що дана технологія досить добре вивчена, широко застосовується на практиці і є економічно обґрунтованою, можливо підвищення ефективності роботи діючих установок і забезпечення необхідної якості і кількості товарної продукції за рахунок оптимізації технологічних режимів установки комплексної підготовки газів [1, 2].

    Вибір оптимальних режимів, які при НТС визначаються, в основному, поєднанням термобарических умов, є не простим завданням. Відомо, що технологія НТС передбачає багатоступеневу сепарацію зі складною послідовно-паралельною схемою обробки матеріальних потоків в сепараторах і роздільниках рідини, а також враховує потоки, що надходять з установок деетанізаціі і стабілізації газового конденсату. Таким чином, технологічна схема передбачає широкий діапазон зміни режимних параметрів. У зв'язку з цим при підборі оптимальної технології установки комплексної підготовки газового конденсату (УКПГ) одним з можливих шляхів вирішення поставлених завдань може служити оцінка параметричної чутливості основних показників процесу до зміни температури і тиску в апаратах.

    З метою визначення оптимальних технологічних режимів УКПГ (рис. 1), нами були проведені дослідження з використанням технологічної моделює системи. Моделююча система комплексної підготовки газового конденсату, має модульний принцип побудови [3, 4]. Математичні моделі, що становлять основу технологічної моделює системи, дозволяють розраховувати процеси: сепарації, каплеоб-разования і поділу рідин з урахуванням відділення водометанольний розчинів [4].

    При проведенні досліджень варіювалися значення температури і тиску, як на окремих ступенях сепарації, так і при одночасній зміні параметрів на декількох ступенях сепарації, щодо поточного (базового) режиму роботи промислової установки (табл. 1). У табл. 2 приведені варіанти варіювання технологічних параметрів при розрахунку процесів НТС щодо базового варіанту.

    Рис 1. Технологічна схема установки промислової підготовки газового конденсату: С1, С2, С3 - сепаратори першої, другої і третьої ступенів сепарації; Т1, Т2, Т3 - теплообмінні апарати; ЕЖ - блок ежекторів; РЖ1, РЖ2 - роздільники рідини; БЕ - буферна ємність; НК - нестабільний конденсат; ВМР - водо-метанольний розчин; УДСК - установка деетаніза-ції і стабілізації газового конденсату

    Таблиця 1. Значення параметрів базового варіанту

    сепаратор Параметр

    Температура, ° С Тиск, МПа

    1 27,3 8,6

    2 2,9 8,3

    3 -32,0 4,4

    Таблиця 2. Варіанти варіювання температури і тиску при розрахунку НТС

    Номер варіанта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

    № сепаратора 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 2 3 1 3

    Варійований параметр: температура, ° С 27 20 15 3 0 -5 -32 -35 -40 20 3 0 -35 20 -35

    Номер варіанта 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

    № сепаратора 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 2 3

    Варійований параметр: тиск, МПа 8,6 7,0 5,0 8,3 6,0 4,0 4,4 3,0 2,0 7,0 6,0 6,0 3,0

    Номер варіанта 24 25 26 27 28 29 30

    № сепаратора 1 1 1 2 1 3 2 2 2 3 3 2 3 3

    Змінні параметри: температура, ° С 20 20 20 0 0 -35 -35

    тиск, МПа 7,0 6,0 3,0 6,0 3,0 6,0 3,0

    г

    н

    й

    і

    про

    і

    про

    і

    ?

    і

    про

    н

    «

    про

    X

    про

    їй

    Рч

    137

    136,5

    136

    135,5

    135

    134,5

    134

    133,5

    133

    132,5

    1

    3 5

    7

    9

    11 13 15 17 19 21

    номер варіанта

    Мал. 2. Витрата товарного газу при різних технологічних режимах Для оцінки ефективності роботи УКПГ були

    23 25 27 29

    розраховані такі показники як вихід товарного газу, вихід конденсату, вміст вуглеводнів С5 + в товарному газі, вміст вологи товарного газу і точка роси по вуглеводнях.

    Залежність основного показника роботи установки - виходу товарного газу від варійованих технологічних параметрів представлена ​​на рис. 1.

    За даними, отриманим в результаті чисельного експерименту, виконаний аналіз параметричної чутливості. Параметрична чутливість розраховувалася, як відношення зміни витрати товарного газу і температури точки роси по вуглеводнях (УВ) до інтервалу зміни змінними параметрами. Негативне значення параметричної чутливості вказує на тенденцію зниження внеску досліджуючи-

    мого параметра, а позитивне - на збільшення. Значення параметричної чутливості за всіма основними показниками якості роботи УКПГ наведені в табл. 3.

    Таблиця 3. Параметрична чутливість основних показників якості роботи УКПГ

    Основні показники Параметрическая чутливість,%

    С1 С2 С3

    При зменшенні температури на 1 ° С

    Витрата товарного газу -0,02 0,02 -0,13

    Точка роси з вуглеводнів 0,04 -0,43 3,45

    При зменшенні тиску на 1 МПа

    Витрата товарного газу -0,01 -0,03 0,45

    Точка роси з вуглеводнів 0,20 0,72 -10,90

    Показано, що на вихід товарного газу в дослідженому діапазоні варіювання параметрів помітний вплив робить зміна температури і тиску в третьому сепараторі (табл. 3), причому, параметрична чутливість по тиску вище, ніж по температурі. Зменшення температури призводить до зниження виходу товарного газу, а зі зменшенням тиску збільшується продуктивність установки по товарному газу (рис. 2).

    Показниками, які характеризують якість підготовки газу, є точка роси, зміст С5 + і вологовміст газу. Зниження температури призводить до підвищення якості підготовленого товарного газу, як по відділенню важких вуглеводнів, так і по відділенню води. Зниження тиску негативно впливає на якість підготовки газу. Однак, при цьому, значення точки роси відповідають ГОСТ

    Дослідження показали, що при промисловій підготовці газового конденсату доцільно виконувати одночасне варіювання параметрів на декількох ступенях сепарації. Найбільш ефективні режими роботи установки з точки зору виходу товарного газу і показників якості наведені в табл. 4.

    Таблиця 4. Оптимальні режими роботи установки

    Варіант Параметри Вихід товарного газу, т / год Вихід конденсату, т / ч Точка роси по УВ, ° С

    Базовий 1 135,473 25,738 -17,84

    6 Т = -5 ° С 135,686 25,529 -17,23

    11 Т = 0 ° С Тз = -35 ° С 135,946 25,266 -16,31

    12 Т = 20 ° С Т3 = -35 ° С 135,865 25,346 -16,55

    20 Р3 = 3 МПа 136,021 25,189 -16,05

    23 Р2 = 6 МПа Р3 = 3 МПа 135,905 25,302 -16,36

    26 Т = 20 ° С Р3 = 3 МПа 136,015 25,196 -16,06

    28 Т = 0 ° С Р3 = 3 МПа 136,107 25,106 -15,82

    Порівняльний аналіз результатів розрахунку з базовим варіантом показав, що збільшення виходу товарного газу спостерігається при зниженні температури в другому сепараторі, одночасному зниженні температури в другому і третьому, а також в першому і третьому сепараторах. Крім того, аналогічна тенденція спостерігається при зниженні тиску в третьому сепараторі, при одночасному зниженні тиску в другому і третьому сепараторах, а також при зниженні температури в першому і тиску в третьому сепараторах, або температури в другому і тиску в третьому сепараторах.

    Найбільш ефективними з усіх наведених варіантів розрахунку є технологічні режими, відповідні 26 і 28 варіантів

    (Табл. 4). Поєднання параметрів в даних технологічних режимах забезпечує істотне збільшення виходу товарного газу при незначному зниженні показників його якості, що допустимо і узгоджується з ГОСТ.

    В результаті досліджень було показано, що найбільший вплив робить зміна температури і тиску на третьому щаблі сепарації, тому були проведені дослідження з аналізу параметричної чутливості на кількох вужчих інтервалах зміни параметрів з метою визначення характеру залежності параметричної чутливості (табл. 5).

    Показано що залежність параметричної чутливості від температури має екстремальний характер. Максимальне значення спостерігається в інтервалі температур -34 ...- 33 ° С. Подальше зниження температури вже не призводить до істотної зміни виходу товарного газу. При збільшенні тиску в С3 вихід товарного газу зменшується, а параметричну чутливість на окремих інтервалах значень тиску характеризується різною динамікою.

    Таблиця 5. Параметрична чутливість виходу товарного газу і точки роси від температури і тиску в третьому сепараторі

    Температура, ° С Параметрическая чутливість давле- ня, МПа Параметрическая чутливість

    точки роси по УВ, (° С т.р.) / ° С виходу товарного газу, (т / год) / ° С точки роси по УВ, (° С т.р.) / МПа виходу товарного газу, (т / ч) / МПа

    -32 0,500 0,154 4,4 1,235 0,375

    -33 0,615 0,184 3,5 1,480 0,458

    -35 0,635 0,182 3,0 2,540 0,798

    -37 0,640 0,178 2,5 3,020 0,978

    Таким чином, аналіз параметричної чутливості дозволяє виявити закономірності впливу зміни технологічних умов при експлуатації УКПГ і використовувати їх при оцінці оптимальних режимів роботи установки.

    висновки

    Показано, що значення параметричної чутливості може служити кількісною оцінкою виходу і якості товарної продукції процесу низькотемпературної сепарації.

    Встановлено, що для даної установки комплексної підготовки газового конденсату найбільш істотно впливає зміна температури і тиску на третьому щаблі сепарації.

    Визначено оптимальні режими роботи установки комплексної підготовки газового конденсату, які дозволяють збільшити вихід товарного газу на 15 т на добу в порівнянні з базовим варіантом.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Тронов В.П. Сепарація газу і скорочення втрат нафти. - Казань: Фен, 2002. - 407 с.

    2. Технологія переробки природного газу і конденсату / Под ред. В.І. Мурина. - М .: ГО «Надра Бизнесцентр», 2002. -517 с.

    3. Іванов В.Г, Маслов А.С., Кравцов А.В., Ушева Н.В., Гавриков А.А. Підвищення ефективності технології промислової підготовки газового конденсату // Газова промисловість. - 2003. - № 7. - С. 54-57.

    4. Кравцов А.В., Ушева Н.В., Мойзес О.Е., Кузьменко О.О. Математичне моделювання процесів відділення води і метанолу при промисловій підготовці газового конденсату // Известия Томського політехнічного університету. - 2007. -Т. 311. - № 3. - С. 60-63.

    надійшла 22.09.2009р.

    УДК 541.65 / .654

    ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СТРУКТУРИ НА ВЛАСТИВОСТІ ДЕЯКИХ МЕРОЦІАНІНОВИХ БАРВНИКІВ

    Е.Р. Кашапова, О.К. Базилев, В.А. Світличний

    Томський державний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Методом часткового зневаги диференціальним перекриванням проведено теоретичне дослідження впливу довжини поліметиновий ланцюжка і типу електродонорного і електроакцепторного фрагмента на спектрально-люмінесцентні властивості і фотофизические процеси, що протікають в мероціанінових барвниках. Отримано гарне відповідність теоретично розрахованих спектрів з експериментальними даними в неполярному розчиннику. Розглянуто можливі причини низького квантового виходу флуоресценції, що спостерігається в експерименті. Показано, що обертання навколо С-Ссвязі поліметиновий ланцюжка призводить до зменшення константи швидкості радіаційного розпаду і зростання констант швидкостей безвипромінювальних процесів. Встановлено зв'язок між величиною переноситься заряду і ступенем електродонорності кінцевого фрагмента.

    Ключові слова:

    Мероціаніновие барвники, транс-цис-фотоизомеризации, електронна будова, спектрально-люмінесцентні властивості. Key words:

    Merocyanine dyes, trans-cis photo-isomerization, electronic structure, spectral-luminescent properties.

    Мероціаніновие барвники, завдяки своїм унікальним оптичним характеристикам, пов'язаним з інтенсивним внутрішньомолекулярним переносом заряду при порушенні, знаходять широке застосування, як оптично активні матеріали від електролюмінесцентних пристроїв і сонячних концентраторів, до флуоресцентних сенсорів, перебудовуються лазерів і нелінійних оптичних середовищ [1-6]. Цілеспрямований пошук з'єднань для таких перетворювачів вимагає розуміння взаємозв'язку між властивостями і структурою барвників. Мероціаніни мають досить складну і нежорстку завдяки поліметиновий ланцюга (ПЦ) структуру, що утрудняє вивчення вище названої проблеми.

    До недавнього часу дослідження мероціа-Нінов носили досить розрізнений характер. В останні роки в Інституті органічної хімії НАН України були цілеспрямовано синтезовані і експериментально досліджені спектрально-люмінесцентні характеристики цілого ряду нових мероціанінов [6]. Однак для повного опису фотопроцесів, що протікають в мероці-Анін, встановлення закономірностей і можливості прогнозувати спектрально-люмінесцентними-

    ні властивості молекул при зміні їх будови необхідне залучення теоретичних Квантовохімічні розрахунків.

    У даній роботі методом часткового зневаги диференціальним перекриванням (ЧПДП) досліджені електронні спектри, рас-читані константи швидкостей внутрішньо молекулярних фотопроцесів, розподіл електронної щільності 6 мероціанінових барвників на основі ма-лонітріла [1, 7].

    Структурні формули барвників наведені на рис. 1. Дані барвники належать до одного структурному типу, тому вони є зручними об'єктами для дослідження впливу змін електронної будови гетероостатков і довжини ПЦ на спектрально-люмінесцентні властивості мероціанінов. У ролі донорного фрагмента у мероціанінов М1-М3, виступає гетеростаток 3Н-ін-долілідена, у М7-М9 - бензоімідазоліліден. Функцію акцептора в усіх досліджених молекулах виконує залишок малононітріла [7, 8]. Барвники для експериментального дослідження спектрально-люмінесцентних характеристик були надані А.А. Іщенко (Інститут органічної хімії НАН України). експери-


    Ключові слова: газовий конденсат / промислова підготовка / сепарація / технологічний параметр / оптимізація / технологія / параметричну чутливість / gas condensate / field preparation / separation / process parameter / optimization / techniques / parametric sensitivity

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити