Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ ПРИ РЕГЕНЕРАЦИИ ДИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ
Автор С. Е. Абрамкин, С. Е. Душин, Ю. Н. Сердитов
Рубрика РАЗДЕЛ II. МОДЕЛИРОВАНИЕ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ
Месяц, год 05, 2018
Индекс УДК 681.51.011
DOI
Аннотация Цель исследования – изучение физических процессов в ректификационной колонне при регенерации диэтиленгликоля на основе математического моделирования. Процесс регенерации применяется для восстановления свойств диэтиленгликоля с целью повторного его использования в технологическом процессе. Этот процесс определяет качественные показатели абсорбционной осушки природного газа. В связи с этим актуальной является задача исследования тепломассообменных процессов в ректификационной колонне с целью разработки системы автоматического управления ими при различных динамических ситуациях. Динамические ситуации обусловлены изменениями как внешних факторов (расход, температура и давление), так и внутренних факторов (утончение стенок аппаратов, засорение проходного сечения трубопроводов и т.п.). Исследование такого рода невозможно без привлечения аппарата математического моделирования, так как данный технологический процесс осуществляется на опасном производственном объекте. Поставлены задачи изучения физической сущности процесса бинарной ректификации; определения аппаратов, оказывающих доминирующее влияние на процесс и допущений с целью разработки математических моделей процессов, протекающих в них; разработки математических моделей тепло- и массообменных процессов для ректификационной колонны, аппарата воздушного охлаждения и испарителя. В процессе работы изучены физические основы технологического процесса, определены допущения, разработаны математические модели ректификационной колонны, аппарата воздушного охлаждения и испарителя с огневым подогревом, определены начальные и граничные условия. Разработанные математические модели отличаются пространственной распределенностью и учетом зависимости скорости паровой фазы от температуры, что позволяет адекватно управлять процессами в условиях ее изменения. Динамическая математическая модель тепломассообменных процессов в ректификационной колонне отличается нелинейной зависимостью тепловых и массовых потоков абсорбента и пара и позволяет исследовать их взаимное влияние в процессе тепломассообмена. Результаты исследования показывают, что для управления тепломассообменными процессами в ректификационной колонне в данном технологическом процессе необходимо регулировать теплообменные процессы в испарителе и аппарате воздушного охлаждения.

Скачать в PDF

Ключевые слова Математическая модель; регенерация; ректификация; массообмен; теплообмен.
Библиографический список 1. Абрамкин С.Е., Душин С.Е. Моделирование управляемых процессов абсорбционной осушки природного газа. – СПб..: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2015. – 160 с.
2. Анисимов И.В. Автоматическое регулирование процесса ректификации. – М.: Гос. науч.-техн. изд-во нефт. и горно-топлив. пром-сти, 1961. – 180 с.
3. Александров И.А. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. – М.: Химия, 1981.
– 352 с.
4. Жаров В.Т., Серафимов Л.А. Физико-химические основы дистилляции и ректификации. – Л.: Химия, 1975. – 240 с.
5. Багатуров С.А. Основы теории и расчёта перегонки и ректификации. – М.: Химия, 1974. – 440 с.
6. Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет.
– М.: Химия, 1983. – 304 с.
7. Тараненко Б.Ф., Герман В.Т. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. – М.: Недра, 1976. – 213 с.
8. Бекиров Т.М., Ланчаков Г.А. Технология обработки газа и конденсата. – М.: Недра, 1999. – 596 с.
9. Зельвенский Я.Д., Титов А.А., Шалыгин В.А. Ректификация разбавленных растворов.
– Л.: Химия, 1974. – 216 с.
10. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1973. – 752 с.
11. Николаев В.В., Бусыгина Н.В., Бусыгин И.Г. Основные процессы физической и физической-химической переработки газа. – М.: Недра, 1998. – 184 с.
12. Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы расчета и основы конструирования. – М.: Химия, 1978. – 280 с.
13. Анисимов И.В., Бодров В.И., Покровский В.Б. Математическое моделирование и оптимизации ректификационных установок. – М.: Химия, 1975. – 216 с.
14. Исакович Р.Я., Логинов В.И., Попадько В.Е. Автоматизация производственных процессов нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 1983. – 424 с.
15. Абрамкин С.Е., Душин С.Е. Разработка математической модели технологического комплекса «Абсорбция – Десорбция» // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – 2011. – Вып. 1.
– С. 29-33.
16. Абрамкин С.Е., Грудяева Е.К., Душин С.Е. Система регулирования теплообменного процесса в аппарате воздушного охлаждения // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – 2011. – Вып. 6. – С. 35-40.
17. Абрамкин С.Е., Душин С.Е., Поляшова К.А. Математическая модель управляемого теплообменного процесса в испарителе // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – 2011. – Вып. 9.
– С.32-36.
18. Исмагилов Р.Н., Абрамкин С.Е., Душин С.Е. Состояние и перспективы развития автоматизации установок комплексной подготовки газа на УНГКМ // Перспективные направления развития Уренгойского комплекса: Сб. науч. тр. / ООО «Газпром добыча Уренгой». – М.: Недра, 2018. – С. 271-281
19. Абрамкин С.Е., Душин С.Е., Сердитов Ю.Н. Исследование взаимосвязанных тепло- и массообменных процессов в ректификационной колонне // XXI Междунар. конф. по мягким вычислениям и измерениям (SCM-2018): Сб. докл. в 2-х т. Т. 1. Санкт-Петербург. 23–25 мая 2018 г. – СПб.: СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – С. 340-343.
20. Abramkin S.E. [et al.]. Selection of the Strategy for Process Control of the Diethylene Glycol Rectification // Proceedings of the 2018 IEEE Northwest Russia Conference on Mathematical Methods in Engineering and Technology (MMET NW). 10-14 September, 2018. St. Petersburg, Russia: Saint Petersburg Electrotechnical University “LETI”. – P. 50-53.

Comments are closed.