Технология переработки природного газа и конденсата - Афанасьев А.И.
ISBN 5-8365-0107-6
Скачать (прямая ссылка):
Расчеты на различное содержание воды в нестабильном конденсате (0; 0,5; 1 и 2 % моль.) выявили существенное влияние содержания воды на температуру в кубе деэтанизатора и нагрузку на печь:
Содержание воды в сырье, % моль..................... 0 0,5 1,0 2,0
Температура куба, °С...................................... 156 151 146 137
Нагрузка на печь, млн. кДж/ч......................... 22,0 20,5 19,5 17,8
136
3.1.4. МОДЕЛИРУЮЩИЕ ПРОГРАММЫ
Разработка современных технологических процессов переработки природного углеводородного сырья и оптимальная эксплуатация действующих производств невозможна без применения моделирующих программ, имеющих высокую точность описания параметров технологических процессов и позволяющих без значительных материальных и временных затрат производить исследования этих процессов. Такие модельные исследования имеют огромное значение не только для проектирования, но для функционирования существующих производств, так как позволяет учесть влияние внешних факторов (изменение состава сырья, изменение требований к конечным и промежуточным продуктам и т.д.) на показатели действующих производств. В настоящее время инженерам-технологам доступно большое число программных средств моделирования химико-технологических процессов. Эти средства в основном разработаны фирмами США и Канады. По оценкам "Chempu-ters", рынок программных средств для моделирования химико-технологических процессов и инженерных расчетов, включая программы для тренировки персонала и средства автоматизации производств, составляет в настоящее время 487 млн. дол., а в 2001 г. достигнет млрд. дол. Рынок собственно программ моделирования химико-технологических процессов в 1996 г. составлял 150 млн. дол. и в текущем году вырос на 10,9 %. В настоящее время одно рабочее место инженера-технолога или разработчика, оборудованное специальными средствами моделирования, обходится в США в среднем в 20 000 тыс. дол. в год.
В данном разделе рассматриваются основные принципы моделирования, заложенные в эти системы и их основные характеристики, позволяющие оценить пригодность различных инструментов для решения широкого круга задач, встающих перед инженерным персоналом газовой и нефтяной промышленности.
В основу всех средств моделирования заложены общие принципы расчетов материально-тепловых балансов химических производств (т.е. производств, связанных с изменением агрегатного состояния, компонентного и химического состава материальных потоков). Как правило, любое производство состоит из стадий (элементов), на каждой из которых производится определенное воздействие на материальные потоки и превращение энергии. Последовательность стадий обычно описывается с помощью технологической схемы, каждый элемент
137
которой соответствует определенному технологическому процессу (или группе совместно протекающих процессов). Соединения между элементами технологической схемы соответствуют материальным и энергетическим потокам, протекающим в системе. В целом моделирование технологической схемы основано на применении общих принципов термодинамики к отдельным элементам схемы и к системе в целом.
Любая система моделирования включает набор следующих основных подсистем, обеспечивающих решение задачи моделирования химико-технологических процессов:
набор термодинамических данных по чистым компонентам (база данных) и средства, позволяющие выбирать определенные компоненты для описания качественного состава рабочих смесей;
средства представления свойств природных углеводородных смесей, главным образом - нефтей и газоконденсатов, в виде, приемлемом для описания качественного состава рабочих смесей, по данным лабораторного анализа;
различные методы расчета термодинамических свойств, таких как коэффициента фазового равновесия, энтальпии, энтропии, плотности, растворимости газов и твердых веществ в жидкостях и фугитивности паров;
набор моделей для расчета отдельных элементов технологических схем - процессов;
средства для формирования технологических схем из отдельных элементов;
средства для расчета технологических схем, состоящих из большого числа элементов, определенным образом соединенных между собой.
Термодинамические данные по чистым компонентам
Эти данные необходимы для расчета термодинамических свойств, таких как коэффициента фазового равновесия, энтальпии, энтропии, плотности, растворимости газов и твердых веществ в жидкостях и фугитивности паров. Они включают:
критические параметры и фактор ацентричности; молекулярная масса;
плотность в точке кипения или при стандартных условиях; температура кипения при атмосферном давлении; константы для расчета идеально-газовой теплоемкости или идеально-газовой энтальпии, энергии Гиббса, теплот обра-
138
Menu Name Cl Component Number 1
Print Name Methane Component Type HC Std HYSIM
UNIFAC : <« no structure available »>
Formula : CH4
Boiling Point Liquid Density Molecular Weight
Critical Temp. Critical Press. Critical Volume Acentric Factor Acentric Wsrk Charact. Volume Dipole Moment Vapour Pressure [press(Kpa), temp (K)] ANTA 3.1350E+01 ANTD -3.2613E+00 ANTB -1.3075E+03 ANTE 2.9418E-05 ANTC O.OOOOE+00 ANTF 2.OOOOE+00 TMIN 91.00 Ke TMAX 190.40 Ke
