Оптимизация конструкции атмосферной колонны с целью улучшения товарных свойств дизельного топлива

Реферат 12
Введение 13
Список обозначений и сокращений 16
1 Эффективные схемы фракционирования нефти виды и конструкции контактных устройств для ректификационных колонн 17
1.1 Эффективные контактные устройства 17
1.2 Изменение состава и структуры схемы фракционирования и интеграция потоков 24
1.3 Использование теплового насоса 27
1.4 Характеристики и методы определения товарных свойств моторных топлив 28
2 Современные системы автоматизированного проектирования 31
2.1 Технологическое проектирование ректификации с использованием САПР Unisim Design 33
2.1.1 Honeywell’sUniSim® Design 34
2.1.2 Среда Unisim Design 34
2.1.3 Работа с диспетчером базиса 35
2.1.4 Выбор компонентов 36
2.1.5 Выбор термодинамической модели 37
2.1.6 Диспетчер нефти 38
2.1.7 Создание и расчёт технологической схемы 40
2.1.8 Окно колонны 42
2.1.9 Вывод результатов 42
3 Постановка задачи исследования 44
3.1 Объект и методы исследования 44
3.2 Постановка задачи 44
4 Экспериментальная часть 46
4.1 Моделирование схем фракционирования 46
4.1.1 Исходные данные 46
4.1.2 Моделирование колонны отбензинивания 47
4.1.3 «TraySizing» ? 52
4.1.4 Оценка товарных свойств бокового погона (дизельной фракции) 53
4.1.5 Анализ эффективности 53
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 57
5.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведе-ния научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 57
5.2 Потенциальные потребители результатов исследования 58
5.3 Анализ конкурентных технических решений 58
5.4 SWOT-анализ 59
5.5 Планирование научно-исследовательских работ 61
5.5.1 Структура работ в рамках научного исследования 61
5.5.2 Определение трудоемкости выполнения работ 62
5.5.3 Разработка графика проведения научного исследования 63
5.6 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 66
5.6.1 Расчет материальных затрат НТИ 66
5.6.2 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ 67
5.6.3 Расчет затрат на оборудование для научно-экспериментальных работ 67
5.6.4 Основная заработная плата 68
5.6.5 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 70
5.6.6 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 70
5.6.7 Организационная структура проекта 71
5.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 71
6 Социальная ответственность 75
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 75
6.2 Производственная безопасность 76
6.3 Экологическая безопасность 80
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 82
6.5 Вывод по разделу социальная ответственность 83
Заключение 84
Список использованных источников 85

Весь текст будет доступен после покупки

Ректификационные системы являются сложными технологическими (процессными) установками с нелинейным динамическим поведением, обусловленным нелинейностью уравнений парожидкостного равновесия и сложной структурой технологической схемы: пред фракционирование, боковые погоны, множественность мест ввода питания, высокие требования к чистоте продуктов разделения и т.д.
Их динамика - это смесь быстрых изменений расхода пара, средних по скорости изменений расхода жидкости и очень медленных изменений состава на тарелках.
Эффективный контроль ректификационных колонн может улучшить выход продукции, уменьшить энергопотребление, увеличить мощность установки, улучшить качество продукции, повысить надежность и безопасность процесса [1].
Оптимизация целенаправленная деятельность людей, которая заключается в получении наилучших результатов при соответствующих условиях. Критерий оптимальности количественная оценка оптимизируемого качества объекта. Это главный признак, по которому судят о том, насколько хорошо функционирует система, по которой работает данный процесс. В зависимости от конкретных условий в качестве критерия оптимальности можно выбрать технологический критерий, например, максимальный/требуемый выход продукции; экономический критерий, например, минимальная стоимость продукции при заданной производительности.
Достижения в области моделирования должны широко применяться в химической технологии, поскольку это обеспечивает возможность быстрого расчета параметров процесса на стадии проектирования, во время работы установок, в стационарном режиме, работы установки и в нештатных ситуациях, когда как раз можно оценить эффективность модели. Прогнозирование поведения ректификационных колонн, прогнозирование нагрузок на ректификационную колонну в случае нарушения режима является очень интересным примером использования моделирования в промышленности. Целью моделирования, расчета химико-технологических систем является наилучшая реализация химико-технологического процесса, то есть его оптимизация.
Для решения подобных задач широко используются компьютерные системы, моделирующие работу аппаратов и технологических схем.
Фракционный состав является важным показателем качества нефти, определяет ее стоимость и позволяет выбрать наиболее оптимальный способ переработки нефти [3].
Основным технологическим процессом разделения смесей на фракции является ректификация, которая характеризуется большой энергоемкостью, сложностью и металлоемкостью конструкций массообменных аппаратов.
Исследования процесса ректификации можно сгруппировать в следующих основных направлениях:
1) исследование фазовых равновесий (жидкость-пар);
2) исследование в области статики ректификации, направленные на улучшение термодинамических условий проведения процессов, разработку новых способов и схем ректификации, оптимизацию технологических режимов;
3) разработка математических моделей процессов массо- и теплообмена в ректификационном колонном оборудовании, направленные на повышение точности проектных решений; совершенствование массо- и теплообменного оборудования, направленное на интенсификацию и удешевление аппаратов для проведения процессов разделения.
Для разработки моделей ректификации широко используются компьютерные системы, моделирующие работу аппаратов и технологических схем, например, UniSim Design. Выполнить оптимизацию на модели можно за счет подбора оптимальных технологических параметров или совершенствования конструкций аппаратов, в частности за счет использования более совершенных контактных устройств.
Фракционирование нефти начальная стадия переработки, как правило, это крупнотоннажные установки, требующие больших инвестиций и операционных расходов. Оптимизация работы установки фракционирования позволит снизить затраты и повысить эффективность работы НПЗ в целом.
Цель данной работы провести сравнительный анализ эффективности различных конструкций колонн фракционирования нефти.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Эффективные схемы фракционирования нефти виды и конструкции контактных устройств для ректификационных колонн
Основным массообменным процессом в технологии переработки природных энергоносителей является ректификация. Энергоемкость ректификационных установок чрезвычайно высока, на их долю приходится до 80 % общего энергопотребления крупного производства.
Методы увеличения энергоэффективности:
• Использование высокоэффективных контактных устройств;
• Изменение состава и структуры схемы фракционирования и интеграция потоков;
• Использование теплового насоса.
1.1 Эффективные контактные устройства
По внутреннему устройству ректификационные колонны подразделяются на две основные группы: тарельчатые и насадочные.
В тарельчатых колоннах контакт между жидкой и паровой фазами в основном происходит ступенчато в слое жидкости на тарелке и частично в межтарельчатом пространстве.
В насадочной колонне контакт между массообменивающимися потоками происходит непрерывно по высоте слоя насадки.
Тарельчатые ректификационные колонны подразделяются на колпачковые и бесколпачковые (ситчатые, решетчатые, дырчатые и др.). В зависимости от способа перетока жидкости с тарелки на тарелку бесколпачковые тарелки могут быть провального типа, в которых жидкость стекает на нижележащие тарелки через отверстия в тарелке, или с переливами, как и у колпачковых тарелок.
Насадочные колонны различаются по типу применяемой насадки, а также по способу заполнения колонны насадкой — сплошным слоем по всей высоте колонны или отдельными слоями, размещенными на специальных поддерживающих распределительных решетках (тарелках).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Чуракова С.К., Сидоров Г.М., Резяпов Р.Н., Богатых К.Ф. Модернизация ректификационного оборудования с использованием перекрёстноточных насадочных контактных устройств // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. - ООО "Издательский центр "Техинформ" МАИ" (Москва) - № 11, 2013.
2. Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. М.: Химия, 1981.
3. Магеррамов А.М., Ахмедова Р.А., Ахмедова Н.Ф. Нефтехимия и нефтепереработка. Учебник для высших учебных заведений. Баку: Издательство «БакыУниверситети», 2009.
4. Тимошенко А.В., Анохина Е.А., Рудаков Д.Г., Тимофеев В.С., Тациевская Г.И., Матюшенкова Ю.В..Энергосбережение в ректификации с использованием комплексов со связанными потоками. Вестник МИТХТ, 2011, т.6, № 4.
5. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа/ Ахметов С.А. // -Уфа: Гилем, 2002.
6. Ясавеев Х.Н., Лаптев А.Г., Фарахов М.И. Модернизация установок переработки углеводородных смесей. Казань: ФЭН, 2004.
7. Тимошенко А.В., Анохина Е.А., Буев Д.Л.// Теоретические основы химической технологии. 2004.Т.38. №2.
8. Лащинский А.А. //Конструирование сварных химических аппаратов, 1981. 9. Бальчугов А.В., Бадеников А.В., Кузора И.Е. Каскадная тарелка. Патент RU 2526381. Опубл. 2014.
9. Селиваненко И.Л., Суворкин К.Д. Структурированная насадка для массообменных колонн. Патент RU 2406565. Опубл.2010.
10. Леонтьев В.Г., Корольков А.Г. Способ фракционирования нефти и установка для его осуществления. Патент RU2100403C1. Опубл.1997.
11. Кириленко В.Н., Брулев С.О. Способ первичной перегонки углеводородного сырья. Патент RU2191800C2. Опубл. 2000.

Весь текст будет доступен после покупки