www.mexanik.ru

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшая проблема в нефтеперерабатывающей промышленности является обеспечение дальнейшего углубления переработки нефти и существенное увеличение выработки моторных топлив, а также сырья для химической, нефтехимической и микробиологической промышленности. Повышения эффективности использования нефти в процессе ее первичной и вторичной переработки, прежде всего, связано с углублением отбора нефтепродуктов от их потенциального содержания. Эта задача должна решаться преимущественно путем интенсификации и реконструкции действующих установок первичной и вторичной переработки нефти. Основой реконструкции являются, прежде всего, надежные проверочные расчеты, позволяющие уточнить оптимальные параметры того или иного процесса и определить запас по производительности имеющихся аппаратов и оборудования.

Увеличение мощностей нефтеперерабатывающих заводов требует повышение эффективности мер по охране природы. Успешное решение экологических проблем в значительной степени зависит от надежности оборудования, рационального проектирования и совершенствования технологических процессов.

Процессы ректификации являются одними из основных процессов в нефтеперерабатывающей промышленности, поскольку часто именно ими определяются качества конечных продуктов производства. Отличительной чертой этих процессов являются большие капиталовложения (до 50% стоимости всего оборудования) при их строительстве и значительные энергозатраты при эксплуатации (до 70% всех энергозатрат приходится на процессы ректификации).

Нефтепродукты, подлежащие разделению, относятся к классу многокомпонентных смесей. При разделении многокомпонентных смесей методами ректификации в промышленности часто применяют сложные ректификационные колонны (с несколькими вводами сырья, с отборами одного или нескольких боковых погонов, с промежуточным подводом или отводом тепла, с боковыми отпарными секциями и т.д.) и системы колонн с взаимосвязанными потоками. Применение таких колонн дает возможность существенно повысить эффективность процесса, за счет сокращения количества тарелок в колоннах и уменьшения самих колонн, а также улучшить энергетические показатели процесса. В связи с этим проблема разработки надежного метода расчета процесса в таких аппаратах имеет большое практическое значение.

Нефть и нефтепродукты представляют собой непрерывные смеси и состоят практически из бесконечного числа компонентов различных гомологических рядов. При моделировании процесса ректификации нефтяные смеси представляют состоящими из конечного числа условных фракций. Для успешного моделирования процесса ректификации нефтяных смесей особо важным является использование достоверных данных по расчету физико-химических и термодинамических свойств углеводородов и узких нефтяных фракций.

При представлении нефтяных смесей в виде условных фракций, процесс ректификации описывается системой алгебраических уравнений. Системы уравнений обычно записываются для теоретических тарелок, на которых предполагается выполнение условия равновесия между уходящими с тарелки потоками пара и жидкости. Рассматриваемые системы уравнений обладают сильной степенью нелинейности. Решение их любым из известных методов является трудоемкой вычислительной задачей и не всегда приводит к заданной сходимости.

Вершиной инженерной деятельности является проектирование в смысле: создания принципиально новых технологических решений. Проектирование включает в себя три основных этапа: синтез, анализ и оценку. Для успешного решения этих задач применительно к процессам ректификации нефтяных смесей необходимы надежные методы и алгоритмы расчета.

Прозерочные методы, при условии их надежности и быстродействия, могут применяться для проектных расчетов и управления производством.

Назад, на страницу описания