Введение
1 Исследование предметной области 4
1.1 Теоретические основы процесса обессоливания и обезвоживания
нефти 4
1.2 Теоретические основы процесса атмосферной перегонки нефти 11
1.3 Описание технологического процесса 17
1.3.1 Электрообессоливание 17
1.3.2 Атмосферная перегонка 19
2 Средства разработки моделей технологических процессов 21
3 Моделирование технологического процесса 23
3.1 Создание списка компонентов 23
3.2 Указание пакета свойств 24
3.3 Характеризация нефти 25
3.4 Рабочая тетрадь 26
3.5 Установка аппаратов 28
3.6 Анализ нефти 35
3.7 Блок-схема 36
4 Анализ результатов моделирования 36
Заключение 39
Список сокращений 40
Список использованных источников 41
Приложение А
В современной нефтеперерабатывающей промышленности моделирование технологических процессов является одним из перспективных и актуальных направлений повышения операционной эффективности.
Моделирование технологических процессов - это модельное представление химических, физических, и других технических процессов и операций в программном обеспечении. Моделирование технологических процессов опирается на глубокое знание химических и физических свойств исходных компонентов и смесей, реакций и математических моделей, которые в совокупности позволяют рассчитать процесс в программном обеспечении. Цель моделирования технологического процесса - найти оптимальные условия для исследуемого процесса.
При моделировании технологических процессов всегда применяются модели, которые допускают приближения и предположения, но позволяют описывать свойства в широком диапазоне температур и давлений. Модели также допускают интерполяцию и экстраполяцию в определенных пределах и позволяют искать условия вне диапазона известных свойств.
Моделирование технологических процессов является одной из немногих областей, в которых работают ученые химики, физики, информатики, математики и нескольких инженерных областей. Моделирование технологических процессов также способствует дальнейшему развитию математических моделей в области численных методов.
Первоначально моделирование использовалось для описания статического состояния процесса. Стационарные модели выполняют массовый и энергетический расчет процесса, который не зависит от времени.
Динамическое моделирование является продолжением моделирования статического состояния процесса. Динамическое моделирование сделало возможным прогнозирование и управление процессами в реальном времени - описание запуска и остановки установки, изменения условий во время реакции, задержки, термические изменения и многое другое.
Цель данной работы - разработка статической модели технологического процесса первичной переработки нефти комбинированной установки по переработке нефти АО «АНПЗ ВНК». Первичная переработка производится на секции 100 комбинированной установки с помощью физико-химических методов. Секция 100 включает в себя два блока:
- блок электрообессоливания и обезвоживания нефти;
- блок атмосферной перегонки нефти.
В результате первичной переработки получаются отдельные нефтяные фракции, которые являются сырьем остальных секций комбинированной установки по переработке нефти и других установок АО «АНПЗ ВНК».
В результате выполнения данной работы выполнено моделирование технологического процесса первичной переработки нефти комбинированной установки по переработке нефти АО «АНПЗ ВНК», включающего в себя электрообессоливание нефти и перегонку при атмосферном давлении.
Полученная модель является статической, на основании данной модели возможна реализация динамической модели, а также выполнение расчета энергетического потребления.
Разработанная модель может быть использована как инструмент для расчета материальных потоков технологического процесса в случае изменения характеристик, поступающей на переработку нефти, путем выдачи рекомендаций по изменению технологического режима на основании полученных в ходе моделирования данных.
Модель разработана в программном обеспечении Aspen HYSYS. В ходе моделирования были получены следующие навыки по работе с данным программным обеспечением:
- создание пользовательских установок;
- выбор пакета свойств;
- характеризация нефти;
- создание предварительно нагретой сырой нефти и применение паровых потоков;
- установка и определение операторов предварительного фракционирования;
- установка и задание параметров колонны фракционирования сырой нефти.
1. ГОСТ Р 51858-2002 Нефть. Общие технические условия. - Введ. 07.01.2002. - Москва: Стандартинформ, 2006. - 12 с.
2. Левченко, Д.Н. Эмульсии нефти с водой и методы их разрушения / Д.Н. Левченко. - Москва: Химия, 1967. - 200 с.
3. Танатаров, М.А., Ахметшина, М.Н., Фасхутдинов, Р.А. Технологические расчеты установок переработки нефти / М.А. Танатаров, М.Н. Ахметшина, Р.А. Фасхутдинов. - Москва: Химия, 1987. - 352 с.
4. Ахметов, С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа : учеб. пособие для вузов / С.А. Ахметов. - Уфа: Гилем, 2002. - 672 с.
5. Владимиров, А.И., Щелкунов, В.А., Круглов, С.А. Основные процессы и аппараты нефтегазопереработки : учеб. пособяя для вузов / А.И. Владимиров,
B. А. Щелкунов, С.А. Круглов. - Москва: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. - 227 с.
6. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа : учеб. пособие / С. А. Ахметов, Т. П. Сериков, И. Р. Кузеев, М. И. Баязитов ; под ред.
C. А. Ахметова. - Санкт-Петербург: Недра, 2006. - 868 с.
7. Гартман, Т.Н., Клушин, Д.В. Основы компьютерного моделирования химико-технологических процессов : учеб. пособие для вузов / Т.Н. Гартман, Д.В. Клушин. - Москва: НКЦ «Академкнига», 2006. - 416 с.
8. Кузнецов, О. А. Начало работы в Aspen HYSYS V8 / О. А. Кузнецов. - Москва-Берлин: Директ-Медиа, 2015. - 68 с.
9. Кузнецов, О. А. Моделирование установки переработки нефти в Aspen HYSYS V8 / О. А. Кузнецов. - Москва-Берлин: Директ-Медиа, 2015. - 133 с.
10. СТО 4.2-07-2014. Система менеджмента качества. Общие требования к построению, изложению и оформлению документов учебной деятельности. - Введ. 09.01.2014. - Красноярск: ИПЦ СФУ, 2014. - 60 с.