Томск-2016 Основные принципы программной реализации математических моделей химико-технологических процессов подготовки и переработки нефти и газа. НАЦИОНАЛЬНЫЙ. - презентация

1 Томск-2016 Основные принципы программной реализации математических моделей химико-технологических процессов подготовки и переработки нефти и газа. НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Выполнили: студенты гр 2К41 Гранова Н.П Хосоенова Р.Ф. Чиркина Н.А. Руководитель: доцент, к.т.н. Долганов И. М. Институт – природных ресурсов Направление подготовки – Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии нефтехимии и биотехнологиях Кафедра – Химической технологии топлива и химической технологии

2 Актуальность Большое количество характеристик природного газа зависит от различных критериев. Существуют две группы методов определения необходимых характеристик газа: экспериментальные и расчетные. Наиболее используемыми являются расчетные методы. Данные методы позволяют прогнозировать значения теплофизических свойств природного газа в зависимости от его состава в интересующем диапазоне температур и давлений. Один из основных методов подготовки природного газа - низкотемпературная сепарация (НТС), сущность которой состоит в получении низких температур при расширении газа. С помощью установки подготовки природного газа (УППГ) газ подготавливают до требуемых характеристик. В ГОСТе Р «Газы горючие природные. Определение температуры точки росы по воде» установлены требования к выполнению измерений температуры точки росы по воде различными методами в ГГП. 2/15

3 Схема установки Рис. 1. Технологическая схема установки низкотемпературной сепарации газа: I сепаратор первой ступени; II газовый теплообменник; III испаритель-холодильник; IV штуцер; V низкотемпературный сепаратор; 1 необработанный газ; 2 смесь углеводородного конденсата и воды; 3 ингибитор гидратообразования; 4 обработанный газ; 5 смесь углеводородного конденсата и насыщенного водой ингибитора гидратообразования. 43/15

4 Достоинста установки НТС 54/15 низкие капитальные и эксплуатационные затраты (при наличии свободного перепада давления) одновременно с сепарацией имеет место осушка газа до точек росы, необходимых для транспортировки газа по магистральным газопроводам

5 Область варьируемых параметров Состав сырьевого газа Предпочтительно высокомолекулярные газы Температура Для легких газов снижение температуры сепарации от 0 до минус 40 О С Давлени 5-7,5 МПа 95/15

6 Расчет значений ТТР t x в зависимости от значения массовой концентрации паров воды β в в диапазоне абсолютных давлений Р 3 от 2,0 до 10,0 МПа: 46/15 Диапазон значений ТТР влагосодержания β в от 5 мг/м 3 до 80 мг/м 3 с шагов в 5 мг/м 3 и давления Р 3 от 3 МПа до 10 МПа с шагом в 1 МПа.

7 Методы определения ТТР ув. 97/15 Конденсационные Методы предназначены для проведения текущих измерений ТТРув природного газа; Анализаторы, реализующие визуальный метод, используют также для контроля точности результатов измерений автоматических анализаторов Автоматические Диапазон измерений ТТРВ при рабочем давлении - от минус 20,0 °С до плюс 30,0 °С; Погрешность измерений ТТРВ должна быть в пределах ± 2,0 °С; Возможность эксплуатации и транспортирования гигрометра при температуре окружающей среды в диапазоне от минус 20,0 °С доплюс 40,0 °С;

8 Результат измерения ТТР yв t yв Результат измерения ТТР yв t yв, °С, при абсолютном давлении Р, МПа t yв (P) = (t yв.cp ± Dк),P = 0,95, (5) В случае невыполнения условия результат измерения ТТР yв t yв, °С t yв (P) = (t yв (2) ± D к ),P = 0,95 98/15

9 Методы расчета фазовых равновесий 99/15 уравнение Антуана

10 2510/15 Результаты обработки данных

11 9 Wг, мг/м ³ Значения ТТР по воде в зависимости от влагосодержания и абсолютных давлений 11/15

12 28 Wг, мг/м ³ /15

13 Рисунок 2 график изменения значений ТТР по воде в координатах: ТТР ( С), давление (МПа) и влажность (мг/м 3 ): Точка россы по воде 13/15

14 Заключение 25 Основная проблема, существующая на предприятиях газовой промышленности – получение газа, пригодного к транспортировке и эксплуатации. В большей степени на это влияет присутствие в продукте жидкости в паровой фазе, или влажность. Этот параметр так важен из-за возникновения опасности транспортировки влажного газа по магистральным трубопроводам. В процессе транспортировки влажного природного газа при определенной температуре (температуре точки росы), влага, находящаяся в газе в паровой фазе конденсируется. Летом это может привести к появлению так называемых «водяных пробок» в трубопроводах, а зимой – «ледяных пробок» и как следствие разрыву магистралей. 14/15

15 Итог работы : была исследована формула, которую можно применять в расчете показателей работы установки низкотемпературной сепарации газа с использованием имитационной динамической модели; был построен график зависимости ТТР по воде, исходя из которого сделаны следующие выводы: при повышении давления ТТР увеличивается, а при повышении влажности ТТР уменьшается 15/15

16 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!