Введение к работе
Актуальность темы исследования Около 20% добываемого в России газового конденсата перерабатывается на малогабаритных установках как самостоятельно, так и совместно с нефтями. Для того чтобы полностью использовать потенциал сырья, технология разделения должна учитывать специфичность фракционного состава и физико-химических свойств конденсата.
В процессе разработки газоконденсатных месторождений фракционный и групповой углеводородный состав добываемого конденсата довольно быстро меняется. С падением пластового давления ниже давления начала конденсации часть высококипящих углеводородов выделяется в жидкую фазу и оседает в порах пласта, при этом извлекаемый конденсат со временем становится более легким. Следовательно, литературные данные о составе и свойствах конденсатов быстро устаревают, и при выполнении научно-исследовательских, проектных и технологических работ необходимо уточнять характеристики подлежащего переработке газоконденсатного сырья.
Для улучшения работы ректификационных установок важно решение следующих задач: обеспечение высоких выходов целевых дистиллятных фракций, соответствующих требованиям по номенклатуре и качеству; снижение энергопотребления, особенно высокопотенциального печного тепла; обеспечение устойчивой и эффективной работы при изменении состава и качества поступающего сырья, производительности, номенклатуры получаемых продуктов. Необходима оптимизация параметров процесса ректификации и технологических схем малогабаритных установок, которые должны особенно оперативно реагировать на изменение состава сырья и потребностей рынка. При этом технические решения должны удовлетворять жестким экономическим критериям.
Таким образом, исследование физико-химических свойств и особенностей фракционирования газоконденсатного сырья, разработка оптимальных технологических режимов и рациональных схем этого процесса применительно к малогабаритным установкам является важной и весьма актуальной научно-прикладной задачей.
Цель работы Исследование физико-химических свойств газовых конденсатов, разработка методов оптимизации параметров технологического режима и рациональных схем процесса ректификации на малогабаритных установках, позволяющих повысить глубину отбора, качество целевых фракций и, в конечном итоге, рационально использовать потенциал газоконденсатного сырья.
Основные задачи исследования
исследовать и уточнить составы и физико-химические свойства газовых конденсатов различного происхождения, фракционного и группового состава и их целевых фракций, а также направления переработки.
исследовать и обобщить влияние основных факторов на процесс ректификации газовых конденсатов, разработать пригодные для реализации на малогабаритных установках методы оптимизации технологического режима.
разработать для малогабаритных установок технологию переработки легкого газоконденсатного сырья низкотемпературным способом.
исследовать закономерности переработки газовых конденсатов и нефтегазоконденсатных смесей на малогабаритных установках и на их основе разработать рациональные технологические приемы и схемы, позволяющие повысить глубину отбора от потенциала и качество целевых фракций.
Научная новизна работы
-
Разработан метод оптимизации параметров процесса ректификации газовых конденсатов для секций атмосферной колонны, позволяющий в условиях действующего производства оперативно реагировать на изменение состава сырья и ассортимента вырабатываемой продукции, за счет изменения тарелок отбора и перераспределения орошений увеличить глубину извлечения дистиллятных фракций от потенциала и четкость фракционирования.
-
Разработан метод выбора прямогонных бензиновых фракций с оптимальной для процесса компаундирования детонационной стойкостью и максимально возможным выходом от потенциала в сырье, предложены уравнения, позволяющие расчетным путем определять октановые числа бензиновых фракций с учетом их газоконденсатного или нефтяного происхождения.
-
Предложен и научно обоснован метод фракционирования легкого газоконденсатного сырья с использованием конденсирующего агента, позволяющий увеличить глубину отбора светлых фракций от потенциала.
-
Разработан и обоснован для малогабаритных установок низкотемпературный способ перегонки легких газовых конденсатов с температурой конца кипения ниже 360С.
Защищаемые положения
результаты исследований газовых конденсатов различного происхождения, фракционного и группового углеводородного состава и выявленные закономерности их фракционирования на малогабаритных установках.
методы оптимизации параметров технологического режима ректификации, выбора целевых фракций для получения товарных продуктов, увеличения глубины отбора светлых фракций при переработке газоконденсатного сырья.
рациональные технологические приемы и схемы переработки газовых конденсатов на малогабаритных установках.
Практическая ценность и реализация работы
-
Исследованы физико-химические характеристики газовых конденсатов различного происхождения, фракционного и группового состава и их целевых фракций. Обоснованы рекомендации по получению товарных продуктов, отвечающих требованиям стандартов.
-
Разработаны и предложены для практического применения новые методы оптимизации параметров технологического режима ректификации, выбора целевых фракций для получения товарных продуктов, увеличения глубины отбора дистиллятных фракций при переработке газоконденсатного сырья на малогабаритных установках.
-
Разработаны рациональные технологические приемы и схемы переработки газовых конденсатов различного фракционного и группового состава, на основе которых выполнены проекты установок УПГК–16/30 и УПГК–10/15, предложена реконструкция установки БДУ–2К, позволяющая при двукратном увеличении производительности повысить глубину отбора целевых фракций.
-
Основные положения и результаты диссертационной работы используются в Северо-Кавказском государственном техническом университете при чтении лекций по дисциплинам «Химическая технология топлива и углеродных материалов», «Технология переработки природных газов», в курсовом и дипломном проектировании студентов специальности 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».
Апробация работы Материалы диссертационной работы в 2004-2009 г.г. докладывались на XXXIV, XXXVI, XXXVIII научно-технических конференциях Северо-Кавказского государственного технического университета; на VIII и X региональных научно-технических конференциях «Вузовская наука – Северо-Кавказскому региону» в г. Ставрополе; на международной научно-практической конференции "Нефтегазопереработка и нефтехимия–2006" (г. Уфа); на конкурсе молодежных разработок по проблемам топливно-энергетического комплекса «ТЭК–2008» (Москва, 2009 г., грамота победителя конкурса).
Публикации По результатам диссертации опубликовано 13 научных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых научных журналах, входящих в Перечень ВАК, 8 тезисов докладов на конференциях, получено 3 патента на изобретения.
Объем и структура работы Диссертация изложена на 134 страницах, включает 63 таблицы, 17 иллюстраций и состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованных источников из 140 наименований и приложения.
