АВТОМАТИЗАЦИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА СЫРЬЯ НА ПРИМЕРЕ УСТАНОВКИ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ

Обозначения и сокращения 5
Введение 6
1 Анализ известных работ посвящённых изменению составов различных нефтей, методов и средств моделирования 9
1.1 Обзор существующих работ, оценивающих изменение составов различных нефтей 9
1.2 Оценка влияния изменения составов нефтей на ведение технологического процесса и его параметры 10
1.3 Оценка необходимости разработки автоматизированных систем коррекции ведения технологического режима 18
1.4 Выводы по первому разделу 19
2 Обзор методов моделирования на примере пакетов прикладных программ 21
2.1 Обзор методов моделирования на примере пакетов прикладных программ Aspen HYSYS 21
2.2 Задание свойств сырья на примере двухкомпонентной смеси 27
2.3 Добавление технологического оборудования первичной переработки нефти на примере экстракционной колонны 28
2.4 Задание параметров технологического оборудования первичной переработки нефти на примере материальных и энергетических потоков двухкомпонентной смеси 31
2.5 Задание параметров работы технологического оборудования первичной переработки нефти на примере экстрактивной колонны 35
2.6 Анализ чувствительности технологических параметров процесса первичной переработки нефти в зависимости от значений параметров технологического режима 41
2.7 Задание параметров ректификационной колонны для разделения расчета ректификационной колонны 47
2.8 Выводы по второму разделу 56
3 Моделирование процесса первичной переработки нефти на примере АВТ и реализация разработанной моделей с использованием прикладных 58
3.1 Сбор статистической информации 58
3.2 Построение топологических и структурных схем подсистем процесса первичной переработки нефти 58
3.3 Построение имитационных моделей подсистем процесса первичной переработки нефти 66
3.4 Построение имитационной модели всей системы управления с учётом связей входных и выходных параметров подсистем исходя из физической сущности процесса 71
3.5 Разработка системы автоматической подстройки регуляторов на основе разработанной модели 83
3.6 Реализация разработанной системы с использованием прикладных программ программирования контроллера 86
3.7 Выводы по третьему разделу 93
Заключение 94
Список использованных источников 95
Приложение А (обязательное). Перечень демонстрационных листов 102

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы исследования.
В настоящее время наблюдается изменение условий разработки месторождений нефти, что в первую очередь с технической стороны связано с такими явлениями, как истощение месторождений и повышение обводненности нефтяной продукции. Таким образом, в ближайшем будущем проблема стабильности нефти, поступающей, на заводы будет приобретать все большие масштабы.
Анализ литературы по теме показывает [1 – 9], что основные резервы повышения эффективности производств добычи, транспорта и переработки нефти и газа связаны с решением «продвинутых» задач (задач усовершенствованного управления), в первую очередь — задач оперативного управления по показателям качества (ПК) и технико-экономическим показателям (ТЭП) [10-14].
Одной из особенностей нефтеперерабатывающих производств является нестабильность характеристик сырья, определяющая необходимость изменения режимных параметров с целью поддержания нормируемых показателей качества получаемых продуктов. При этом могут изменяться фракционный и химический составы, содержание воды и солей. В последнее время на части НПЗ практикуется использование сырья и его переработка «с колес», что сводит к минимуму время на анализы сырья, при этом сырье может быть смесью нескольких нефтей, полученных с различных месторождений и обладающих различными свойствами и характеристиками. Известно, что, несмотря на огромное количество работ по изучению свойств нефтей отдельных месторождений, многие вопросы управления технологией переработки этих нефтей остаются открытыми, а при использовании смесей нефтей проблемы только усиливаются.
В то же время существуют работы по улучшению настройки и адаптации регуляторов для технологических процессов [15, 16].
Таким образом, соединение в общей системе усовершенствованного управления с использованием моделей и подсторойки регуляторов позволит взять лучшее от каждого подхода и решить проблему изменения сырья [17-23].
В настоящее время наблюдается изменение условий разработки месторождений нефти, что в первую очередь с технической стороны связано с такими явлениями, как истощение месторождений и повышение обводненности нефтяной продукции.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Анализ известных работ посвящённых изменению составов различных нефтей, методов и средств моделирования

1.1 Обзор существующих работ, оценивающих изменение составов различных нефтей

Основной задачей технологического процесса первичной переработки нефти является достижение заданного качества производимой продукции. Однако, необходимо отметить, что технические средства непрерывного контроля качества не удовлетворяют требованиям оперативного управления технологическим процессом из-за длительность цикла анализа. В связи с этим, для получения необходимой оперативной информации, наиболее перспективным является использование методов математического моделирования технологического процесса ректификации с целью получения зависимости качества разделения от технологических параметров для которых доступно оперативное измерение. Данный тип задач относятся к классу обратных или задач параметрической и структурной идентификации [24, 25].
Существуют следующие типы методов математического моделирования для описания процессов первичной переработки нефти: эмпирические, кинетические, статистические.
Эмпирические методы [26, 27] основаны на идее «черного ящика». Суть эмпирических методов состоит в нахождении статистических зависимостей выходных параметров технологического процесса от измеряемых параметров технологического процесса. Как правило, зависимости представлены в виде полинома. Данные методы показали эффективность при разработке автоматизированных систем управления, однако их недостатком является то, что они не дают возможности экстраполяции полученных закономерностей на другие условия.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Сорокин, А.В. Исследование процесса изменчивости физико-химических свойств пластовой нефти при разработке месторождений Западной Сибири / А.В. Сорокин, В.Д. Сорокин // Тюмень.- Вектор-Бук.- 2004.-237 с.
2. Титов, В.И. Изменение состава пластовых нефтей при разработке месторождений (Обзор) / В.И. Титов, С.А. Жданов // Нефтяное хозяйство.- 8.- 1988. — С.26–28.
3. Сургучев, М.Л. Факторы, влияющие на состояние остаточной нефти в заводненных пластах / М.Л. Сургучев, Э.М. Симкин // Нефтяное хозяйство.- 9.- 1988. — С.31–36.
4. Шейх-Али, Д.М. Изменение газового фактора и содержания азота и метана в газе в процессе разработки Туймазинского месторождения / Д.М. Шейх-Али, Р.К. Галеева, Ю.Б. Леванов // Современные инструментальные физико-химические и гидродинамические методы ис следований пластовых флюидов, пород и продуктивных пластов. – Уфа.- 1999.- Вып.97. — С.104–107.
5. Шейх-Али, Д.М. Изменение свойств нефти и газового фактора при разработке нефтяных месторождений / Д.М. Шейх-Али, Э.М. Юлбарисов // Интервал.- 1 (48).- Уфа.- 2003. — С.30–35.
6. Сорокин, А.В. Зонально-временное изменение свойств нефтей Северо-Харампурского и Южно-Харампурского месторождений / А.В. Сорокин, В.Д. Сорокин, К.В. Ярославцев // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. — Тюмень.- СибНИИНП.- 1998. — С.172–179.
7. Веревкин, А.П. К решению задачи оперативного управления процессами подготовки нефти / А.П. Веревкин, И.Д. Ельцов, О.В. Кирюшин // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. 2007. Т. 9. № 4. С. 64-67.
8. Веревкин, А.П. Проблемы повышения эффективности управления процессами добычи и переработки нефти и газа / А.П. Веревкин, О.В. Кирюшин // Территория Нефтегаз. 2009. № 5. С. 12-15.
9. Веревкин, А.П. Автоматическое управление технологическими процессами нефтепереработки по показателям качества продуктов. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / А.П. Веревкин // Уфа, 1999.
10. Сорокин, А.В. Изменение свойств газонасыщенных нефтей в процессе разработки залежей / А.В. Сорокин, В.Д. Сорокин // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. — Тюмень.- СибНИИНП.- 2001. — С.83–89.
11. Сорокин, В.Д. Анализ изменений физико-химических свойств нефти в процессе разработки месторождений Западной Сибири / В.Д. Сорокин, А.В. Сорокин // Основные направления научно-исследовательских работ в нефтяной промышленности Западной Сибири. — Тюмень.- СибНИИНП.- 2003.- С.132–142.
12. Веревкин, А.П. Оперативное управление технологическими процессами подготовки нефти по технико-экономическим показателям / А.П. Веревкин, И.Д. Ельцов, Ю.И. Зозуля, О.В. Кирюшин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2006. № 3. С. 48–53.
13. Веревкин, К решению задачи оперативного управления процессами подготовки нефти. / А.П. Веревкин, И.Д. Ельцов, О.В. Кирюшин // Территория Нефтегаз, № 2, 2007. – С. 13 – 15.

Весь текст будет доступен после покупки