CC BY
48
УДК 665.63.048
DOI 10.25513/1812-3996.2018.23(1).49-52
КОМБИНИРОВАННАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ СТАБИЛЬНОГО ГАЗОВОГО КОНДЕНСАТА
М. В. Гончаренко, В. Н. Носенко
Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского, г. Омск, Россия
Информация о статье
Дата поступления
23.11.2017
Дата принятия в печать
09.01.2018
Аннотация. В настоящее время растет добыча газового конденсата на фоне снижения добычи традиционной нефти. В работе описывается комбинированная схема переработки стабильного газового конденсата. При работе по этой схеме возможно изменение ассортимента и выхода товарных топлив в зависимости от текущего спроса на них.
Дата онлайн-размещения 28.03.2018
Ключевые слова
Газовый конденсат, моторные топлива, Aspen HYSYS, качество, энергопотребление
COMBINED SCHEME OF STABLE GAS CONDENSATE PROCESSING
M. V. Goncharenko, V. N. Nosenko
Dostoevsky Omsk State University, Omsk, Russia
Article info Abstract. At present, the production of gas condensate is growing amid a decline in the
Received production of traditional oil. The paper describes a combined scheme for processing sta-
23.11.2017 ble gas condensate. When working under this scheme, it is possible to change the assortment and yield of commodity fuels depending on the current demand for them.
Accepted
09.01.2018
Available online 28.03.2018
Keywords
Gas condensate, motor fuels, Aspen HYSYS, quality, power consumption
В связи с увеличением объемов потребления и ужесточением требований к моторным топливам ведутся поиски новых технологических решений для обеспечения требуемого качества продукции.
Добиться повышения выхода и улучшения качества светлых фракций возможно оптимизацией режимных параметров, модернизацией существующих и строительством новых установок. Желаемого результата можно достичь и вовлечением в переработку более легкого сырья. Подходящим сырьевым источником являются газовые конденсаты, особен-
ностью которых является высокое содержание светлых фракций и низкое содержание серы, смол и ас-фальтенов. В связи с этим необходимо обеспечить заводы новыми мощностями для переработки газового конденсата.
В работе приведены результаты исследований по разработке рациональной схемы переработки стабильного газового конденсата (СГК). Применение компьютерного моделирования в процессе проектирования позволяет находить оптимальные схемы технологических процессов, проводить необходи-
- 49
Вестник Омского университета 2018. Т. 1. № 1. С. 49-52
-ISSN 1812-3996
мые расчеты, прогнозировать влияние различных факторов на параметры процесса, а также оценивать выход и качество получаемой продукции.
Цель работы - улучшение качества продуктов и повышение эффективности фракционирования стабильного газового конденсата.
Для проведения анализа были выбраны три схемы:
1. Схема с отбензинивающей и атмосферной колоннами - эта схема используется, как правило, для первичной перегонки нефтей с высоким содержанием светлых фракций. Учитывая существенную разницу в содержании светлых фракций в нефти и в газовом конденсате, предложено выполнить анализ работы установки с выводом и без вывода мазута.
2. Схема с «перетоком» флегмы из отбензинивающей в атмосферную колонну - эта схема отличается от предыдущей тем, что между колоннами организован «переток», который самотеком поступает в атмосферную колонну с полуглухой тарелки отбензинивающей колонны, минуя печь нагрева сырья. Это сокращает потребление тепла при отсутствии негативного воздействия на качество дистиллятов [1-3].
3. Схема с использованием углеводородных отпаривающих агентов - в этой схеме также рассматривается снижение энергопотребления за счет замены водяного пара на углеводородные пары (УВ агент), подаваемые из рефлюксной емкости атмосферной колонны. В данном случае требуется установка компрессора, который необходим для повышения давления и температуры углеводородных газов [4].
Для каждой схемы были определены следующие характеристики прямогонных фракций: плотность, вязкость, фракционный состав, давление насыщенных паров, температура вспышки, температуры помутнения и застывания, октановое число, це-тановый индекс, высота некоптящего пламени [5].
Оценка качества прямогонных фракций в схемах с выводом мазута показала следующее:
- бензиновая фракция, во всех вариантах схем, должна быть направлена на дополнительную переработку, так как имеет низкое значение октанового числа;
- керосиновая фракция соответствует маркам ТС-1 и РТ по ГОСТ 10227-86, марке Джет А-1 по ГОСТ Р 52050-2006;
- дизельная фракция соответствует маркам ДТ ЕВРО (летнее и межсезонное) по ГОСТ Р 52368-2005, маркам ДТ-Л (летнее) и ДТ-Е (межсезонное) по ГОСТ 305-2013;
- мазут соответствует марке М-100 по ГОСТ 10585-2013.
На компьютерной модели схемы без вывода мазута получаемая дизельная фракция по плотности и фракционному составу не соответствует требованиям ГОСТ. Таким образом, отмечено, что для получения дизельной фракции требуемого качества необходимо выводить мазут отдельным потоком.
На основе анализа схем атмосферной перегонки СГК предложено скомбинировать технологические решения схем 2 и 3. При работе по комбинированной схеме (см. рис.) возможно изменение ассортимента и выхода товарных топлив в зависимости от текущего спроса на них.
Общий вид комбинированной схемы (схема 4) в прикладной программе Aspen HYSYS
ISSN 1812-3996-
При производительности установки по СГК 1,2 млн т/год массовый расход «перетока» составляет 6070 кг/ч. Параметры потока отпаривающего агента: температура 116°C, давление 0,3 МПа, расход 500 кг/ч (в атмосферную колонну К-2) и 200 кг/ч (в отпарную колонну К-4).
Выходы целевых фракций и соответствие их показателей нормативной документации на различные топлива представлены в табл. 1. Режимные параметры колонн приведены в табл. 2.
Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта показала, что строительство комбинированной установки является экономически целесообразным. Период окупаемости проекта составит 8 месяцев.
Таким образом, проектирование установки фракционирования стабильного газового конден-
Вестник Омского университета 2018. Т. 23, № 1. С. 49-52
сата по комбинированной схеме приводит к решению следующих задач:
- получаемые прямогонные фракции по оцененным показателям соответствуют требованиям действующих стандартов на товарные топлива;
- возможно изменение режима работы установки в целях изменения ассортимента и выхода получаемой продукции: выход керосиновой фракции может составлять 8,62^16,01% масс., выход дизельной фракции - 5,39^7,39% масс.;
- применяемые технологические решения позволят снизить энергопотребление установки, так для работы по схеме 4 энергозатраты будут ниже на 12,9 %;
- строительство комбинированной установки является экономически целесообразным: период окупаемости проекта составит 8 месяцев.
Таблица 1
Выход, % масс. Схема 1 Схема 2 Схема 3 Схема 4
- «переток» УВ агент «переток» + УВ агент
Нестабильный бензин 76,94 82,34 77,23 82,11
Керосин 16,01 9,29 15,06 8,62
ТС-1 да да да да
РТ да да да да
Джет А-1 да да да да
Дизельное топливо 5,39 6,57 5,70 7,39
ДТ ЕВРО (летнее) да да да -
ДТ ЕВРО (межсезонное) - да да да
ДТ-Л (летнее) - да да да
ДТ-Е (межсезонное) - да да да
Мазут 1,67 1,82 2,01 1,88
Относительное энергопотребление: 1,000 0,969 0,920 0,871
в печи П-1 1,000 0,972 1,000 0,972
при замене отпаривающего агента 1,000 1,000 0,919 0,904
Таблица 2
Режимные параметры Схема 1 Схема 2 Схема 3 Схема 4
- «переток» УВ агент «переток» + УВ агент
Колонна К-1
Температура верха, °С 127 127 127 127
Температура низа, °С 152 153 152 153
Давление верха, МПа 0,32 0,32 0,32 0,32
Давление низа, МПа 0,35 0,35 0,35 0,35
Флегмовое число 0,27 0,27 0,27 0,27
Колонна К-2
Температура верха, °С 113 130 117 135
Температура низа, °С 264 262 239 266
Давление верха, МПа 0,11 0,11 0,11 0,11
Давление низа, МПа 0,13 0,13 0,13 0,13
Флегмовое число 0,88 0,20 0,78 0,18
Вестник Омского университета 2018. Т. 23, № 1. С. 49-52
-ISSN 1812-3996
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Мнушкин И., Гасанов Э., Чиркова А. К высоким переделам // Neftegas.RU. 2013. № 4. С. 40-42.
2. Технология фракционирования нефти с «перетоками» между колоннами // Петон - технологический инжиниринговый холдинг : сайт. URL: http://peton.ru/pages.php?p=178 (дата обращения: 03.05.2015).
3. Пат. 2544994 РФ, МПК C10G 7/02, C10G 7/06, B01D 3/14. Способ и установка первичной перегонки нефти / Мнушкин И.А., Гасанов Э.С., Чиркова А.Г. и др. № 2014114224/04; заявл. 10.04.2014; опубл. 20.03.2015, Бюл. № 8. 12 с.
4. АбдурахмоновО. Р., СалимоеЗ. С., Сайдахмедов Ш. М. Рациональная технология ректификации нефте-газоконденсатной смеси с использованием углеводородных отпаривающих агентов // Технологии нефти и газа. 2016. № 3. С. 3-6.
5. Кузнецов О. А. Основы работы в программе Aspen HYSYS. М. ; Берлин : Директ-Медиа, 2015. 153 с.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Гончаренко Мария Владимировна - магистрант химического факультета, Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского, 644077, Россия, г. Омск, пр. Мира, 55а; e-mail: maria_ru55@ mail.ru.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Goncharenko Maria Vladimirovna - Master's Student of the Faculty of Chemistry, Dostoevsky Omsk State University, 55a, pr. Mira, Omsk, 644077, Russia; e-mail: maria_ru55@mail.ru.
Носенко Валентина Николаевна - кандидат технических наук, доцент кафедры химической технологии, Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского, 644077, Россия, г. Омск, пр. Мира, 55а; e-mail: nvn51@yandex.ru.
Nosenko Valentina Nikolaevna - Candidate of Technical Sciences, Docent of the Department of Chemical Technology, Dostoevsky Omsk State University, 55a, pr. Mira, Omsk, 644077, Russia; e-mail: nvn51@ yandex.ru.
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ
Гончаренко М. В., Носенко В. Н. Комбинированная схема переработки стабильного газового конденсата // Вестн. Ом. ун-та. 2018. Т. 23, № 1. С. 49-52. DOI : 10.25513/1812-3996.2018.23(1).49-52.
FOR CITATIONS
Goncharenko M. V., Nosenko V. N. Combined scheme of stable gas condensate processing. Vestnik Omskogo universiteta = Herald of Omsk University, 2018, vol. 23, no. 1, pp. 49-52. DOI: 10.25513/1812-3996.2018. 23(1).49-52. (in Russ.).
