Разработка компьютерной системы контроля качества светлых нефтепродуктов на основе моделирования и экспресс-анализа их фракционного состава Спиридонов, Александр Владимирович

Введение к работе

>

Актуальность темы диссертации заключается в разработке научных основ создания компьютерного комплекса на базе моделирования фракционной разгонки светлых нефтепродуктов (ФРН), по результатам соответствующей ГОСТу 2177-82 (международный стандарт ASTM-D86), и на её основе решение различных задач оперативного контроля и управления качеством нефтепродуктов.

Связь работы с крупными научными программами, темами

1. Моделирование в нефтепереработке на основе математического моделирования фракционной разгонки нефтепродуктов. План поисковых и фундаментальных НИР Минобразования РБ 1993-1994 гг.

2. Разработать и внедрить в учебный процесс автоматизированный курс для расчёта свойств нефтепродуктов на основе данных их фракционной разгонки. По заданию Фонда информатизации РБ, выполнялась в 1995-1997 гг.

3. ОНТП ГКНТ РБ по метрологической аттестации компьютерного комплекса (выполняется в 1998 году).

Цель и задачи диссертации: разработать теоретическое обоснование компьютерного комплекса качества светлых нефтепродуктов по данным экспресс-анализа фракционного состава и плотности.'

Задачи исследования:

4. Разработка методики учёта влияния динамических погрешностей системы измерения температуры, возникающих при проведении стандартной ФРН.

5. Разработка экспресс-методики определения фракционного состава светлых нефтепродуктов.

6. Разработка экспресс-анализатора фракционного состава нефтепродуктов и создание на его основе компьютерного комплекса качества светлых нефтепродуктов для решения аналитических и технологических задач.

7. Разработка методов расчёта ИТК (истинной температуры кипения) по данным ФРН

8. Алгоритмизация расчёта физико-химических свойств нефтепродуктов на основе фракционного состава или ИТК и плотности.

Объект и предмет исследования:

процессы постепенной перегонки светлых нефтепродуктов при разной интенсивности кипения;

факторы, влияющие на погрешности, возникающие при проведении ФРН; разрабатывались методы учёта и пути их снижения;

тепловые и гидродинамические процессы, происходящие в перегонной колбе при постоянной мощности нагрева;

закономерность взаимосвязи ФРН и ИТК нефтепродуктов.

Методология и методы проведённого исследования

9. Экспериментальные исследования ФРН и ИТК нефтепродуктов.

10. Математическое моделирование процессов, происходящих при постепенной перегонке нефтепродуктов.

11. Разработка компьютерных программ для обработки экспериментальных данных и управления созданным компьютерным комплексом.

Научная новизна диссертационной работы включает:

12. Установление закономерностей изменения температур при переходе от жидкой фазы к паровой в условиях постепенной перегонки нефтепродукта.

13. Установление взаимосвязи ФРН и ИТК с учётом динамических погрешностей системы измерения температуры при проведении ФРН.

14. Разработку методов идентификации характеристик ФРН по данным экспресс-анализа (на основе измерений температуры выкипающей фракции и давления паров в колбе).

15. Создание программного обеспечения, с помощью которого:

а), на основе данных о фракционном составе или ИТК и плотности после их обработки можно рассчитывать физико-химические свойства нефтепродуктов, а также использовать его для решения технологических задач; б), возможно осущестнлять управление работой анализатора.

Практическое значение диссертационной работы состоит в разработке компьютерного комплекса, основанного на моделировании ФРН, а также новых математических моделей и методов, позволяющих в течение 5-Ю минут определять фракционный состав, плотность и рассчитывать другие показатели качества нефтепродуктов. Созданный компьютерный комплекс может быть использован для сбора и анализа информации о технологических процессах в нефтепереработке, в частности, с целью решения задач управления, компаундированием нефтепродуктов и ректификацией нефти.

Личный вклад соискателя состоит в разработке методов учета динамических погрешностей систем измерения температур при проведении ФРН, разработке научных основ экспресс-методики и экспресс-анализатора фракционного состава нефтепродуктов; создании на их основе компьютерного комплекса для анализа качества нефтепродуктов; разработке программного обеспечения для управления работой данного комплекса.

Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации докладывались на научно-технической конференции ПТУ (г. Новополоцк, 1995 г.), международной научно практической конференции "РЭК Нефтехим-1" (г. Новополоцк, 1997 г.), научно-технической конференции ПГУ (г. Новополоцк,

1997. г.), Ш международной научно-технической конференции (г. Гродно,

1998. г.). Макет компьютерного комплекса был представлен на республикан-

з ской выставке "Белвузнаука - 97" (БГУИР, г. Минск), международной специализированной выставке "Химия, нефть и газ" (г. Минск, 1998 г.).

Опубликованность результатов. По результатам работы имеется 6 публикаций в ведущих научно-технических журналах (рецензируемых), опубликовано 5 тезисов докладов, 2 статьи направлены для опубликования, подана заявка на патент.

Структура и объём диссертации. Диссертация содержит общую характеристику работы, введение, 5 глав, заключение, список литературы и приложения. Работа изложена на 190 страницах машинописного текста (из них 80 страниц - приложения), содержит 28 таблиц, 40 иллюстраций, 6 приложений. Библиография включает 115 литературных источников.