Алексей Панкин

Тепломассообмен в ректификационных тарельчатых и насадочных колоннах

Recommended Posts

Уважаемые форумчане, может кто-нибудь поделится какими методами сейчас (например, температурных границ ,характеристической температуры) в ручную считают ректификационные колонны (для нефти), какие методы используют на Западе? Сейчас считаем все в основном HYSYSом, предварительно прикинув колонну по эмпирическим методам, благо информации о режимах работы самых различных колонн навалом. Хотелось бы освоить (ну или хотя бы разобрать) аналитические методы расчета (в принципе они есть в Александрове "Перегонка и ректификация", но там теория с очень краткими примерами).

А чем не устраивает HYSYS? Расчет "вручную" сейчас практикуеся только в приличных ВУЗах для обучения студенов, чтобы поняли суть ректификации и работы моделирующей программы или для расчета ректификации каких-то экзотических смесей...

Share this post


Link to post
Share on other sites

А чем не устраивает HYSYS? Расчет "вручную" сейчас практикуеся только в приличных ВУЗах для обучения студенов, чтобы поняли суть ректификации и работы моделирующей программы или для расчета ректификации каких-то экзотических смесей...

Юрий Георгиевич,

Я, пожалуй, не совсем верно сформулировал вопрос. Хотелось бы узнать, как задаются исходные данные для расчета, какими методами пользуются проектировщики для предварительной оценки температура, давления, количества тарелок, например. Как оцениваются полученные в результате моделирования данные. Просто очень часто это происходит так: а давайте зададим вот такую температуру, вот такое давление, основываясь лишь на опыте эксплуатации подобных установок.

А почитав того же Александрова, увидел, что там, например, проводят расчет в режиме "минимального орошения", "максимального орошения", находят оптимальное флегмовое число. Вот и интересно, используются ли эти методики на сегодняшний день или может эти вопросы полностью решаются с помощью HYSYS.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А почитав того же Александрова, увидел, что там, например, проводят расчет в режиме "минимального орошения", "максимального орошения", находят оптимальное флегмовое число. Вот и интересно, используются ли эти методики на сегодняшний день или может эти вопросы полностью решаются с помощью HYSYS.

Наверное нет. Скорее создают модель процесса, а затем ее оптимизируют в нужном направлении. На производстве, по понятным причинам, новые процессы не расчитывают. Но мы достаточно часто моделируем существующие установки (точнее блоки) для реконструкции и оптимизации. Чаще всего - теплообмен. Есть примеры и по ректификации. Как правило сначала делаем модель, которая отвечает существующим технологическим параметрам работы оборудования и качеству получаемых продуктов. Затем в модели подбираем изменение одного или нескольких параметров для получения нужного эффекта. Недавно таким образом оптимизировали режим установки четкой ректификации бензиновой фракции на увеличение выхода фр. 100-180 за счет снижения наложения фракций.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Наверное нет. Скорее создают модель процесса, а затем ее оптимизируют в нужном направлении. На производстве, по понятным причинам, новые процессы не расчитывают. Но мы достаточно часто моделируем существующие установки (точнее блоки) для реконструкции и оптимизации. Чаще всего - теплообмен. Есть примеры и по ректификации. Как правило сначала делаем модель, которая отвечает существующим технологическим параметрам работы оборудования и качеству получаемых продуктов. Затем в модели подбираем изменение одного или нескольких параметров для получения нужного эффекта. Недавно таким образом оптимизировали режим установки четкой ректификации бензиновой фракции на увеличение выхода фр. 100-180 за счет снижения наложения фракций.

Да, тут скорее всего вопрос к проектным институтам. Много слышал про моделирование существующих установок, пробовали моделировать существующие установки, но расхождение в результатах были большие. А насколько у Вас адекватные модели ректификации получались?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, тут скорее всего вопрос к проектным институтам. Много слышал про моделирование существующих установок, пробовали моделировать существующие установки, но расхождение в результатах были большие. А насколько у Вас адекватные модели ректификации получались?

Я сам в этом деле дилетант. По информации моих расчетчиков основная проблема моделирования ректификации - правильно задать тарелки, поскольку старые типы (например желобчатые) программа просто не понимает. Обычно они выбирают наиболее подходящий/близкий тип, задают геометрические размеры, а потом снижают кпд до получения фактического качества работы на реальной установке. Последняя модель с тарелками Зульцера не потребовала подгонки, изменение режима установки по расчету дало увеличение выхода фракции 100-180 на 3% без увеличения бензолообразующих...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Станислав Маратович, вы подняли долгоописательную схемы. Со всеми тонкостями расчета ,думаю, никто вас не ознакомит.

упрощенно, поступайте так:

1. Анализируйте разделяемые вещества и требование к получаемым продуктам. Делайте вывод о возможности осуществления процесса разделения.

2. Принимайте исходные условия для начала моделирования. Это требования к продукции или процессу, параметры системы и др.

3. Проводите моделирование, оптимизируйте расчет, приближая его к реальности.

4. Получайте результат. Соотносите его с реальными реализованными процессами

Это очень кратко , но все равно первая стадия основная. Нужно хорошо изучить процесс до начала его моделироввания и четко продумать, как вы его будете рассчитывать, наиболее приближая работу оборудования к реальному.

Это все без тонкостей, а им вас не научат ни в одной компании, продающей програмное обеспечение - это только из рук в руки, из головы в голову.

По поводу сложностей соотношения с реальностью. За время своей работы сталкивался иногда с нерешаемыми задачами, но они не решаемы ввиду банальной нехватки опыта работы с моделированием указанных процессов (т.е. неумение) либо с нехваткой исходных данных.

По своему опыту, а также те расчеты, которые я наблюдал, сделал ждля себя такой вывод - нефте-и газопереработка отлично моделируется в, при этом даже слоные процессы. И данные эти отлично ложатся на практические цифры (если приборы контроля и лаборатория не врет - были случаи нахождения неисправных приборов и ошибок при анализе при помощи расчетов). с нефтехимией немного сложнее, но и там многое решаемо.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Коллеги, позвольте и мне несколько слов вставить, так как занимаюсь моделированием, а конкретно разработкой тренажеров для нефтепереработки уже не один год.

Юрий Георгиевич, как мне кажется, основная проблема при моделировании ректификации не в правильном задании типа тарелки, а в правильном задании исходного сырья. Конечно же это касается тех случаев, когда не известен покомпонентный состав. Искуство модельера в таком случае заключается в правильном выборе набора компонентов, которым будет моделироваться входной поток и в правильном выборе состава на основе этого набора компонентов. Т.е. в случае атмосферной колонны Вам необходимо перевести нефть в набор компонентов или псевдокомпонентов с определенным составом, причем Вы должны это сделать, обычно, основываясь только на разгонку. Конечно же, в HYSYS или UNISIM существуют приложения, которые помогают это сделать, но черт, как говорят, в деталях. Потому что возникает вопрос а каким чилом компонентов описывать нефть. Интуитивно понятно, что чем больше, тем лучше, но в этом случае возникает вопрос производительности вычислительгной техники, так как порядок уравнений нелинейно зависит от количества компонентов. Таких проблем нет в случае таких процессов, как ГФУ, изомеризация и т.д. - в этих процессах, обычно, известен покомпонентый состав сырья.

Как мне кажется пожобные приложения это очень продвинутый калькулятор и результат, т.е. качество модели во многом зависит от человека, его опыта, понимания процесса.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дмитрий Витальевич, если говорить о нефти, наверное да. Но сейчас, практически, у всех крупных предприятий есть современные анализаторы типа SimDist, которые существенно снижают вероятность ошибки задания состава. Честно говоря не слышал, что в статических задачах моделирования были ограничения по производительности ПК. Хотя в целом, конечно, программа это инструмент, и качество музыки зависит от исполнителя...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый всем день! Ищу простой пример расчета колонны в хайсис. Если сможете подкиньте.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый всем день! Ищу простой пример расчета колонны в хайсис. Если сможете подкиньте.

А Вы посмотрите в папке Samples - там и простые, и сложные примеры есть...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо. Я про это знаю. нужен пример простой но реальный, это для образовательных целей. для доказательства работы программы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Большинство не требует доказательств...

спасибо. но эти требуют это свои студенты домашние . да и еще у меня старая версия 5029 - не читает "нехороший человек"

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте!кто бы мог рассчитать мат баланс установки каталитического риформинга в hysys, не бесплатно, нужно для диплома

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте!кто бы мог рассчитать мат баланс установки каталитического риформинга в hysys, не бесплатно, нужно для диплома

Проще  его  купить целиком...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Господа студенты!

Просьба с вопросами подобной помощи обращаться в соответствующие разделы форума!

А указанное выше сообщение возведем во внимание профильного вуза, дабы не по давно было

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый день,работаю на установке деэтанизации конденсата. колонна деэтанизатор в нижней  части имела перегородку разделяя куб колонны на 2 части так называемую "холодную" и "горячую". С "холодной" зоны  конденсат насосом прогоняется через печь и возвращается в колонну часть идет как паровая фаза ,жидкая часть перетекала в "горячую" зону и выводилась как готовый продукт. Подскажите пожалуйста перегородку срезали оставили одно общее пространство ! может кто знает преимущество от этого или минусы на что было направлена данная реконструкция! режим работы после реконструкции особо не поменялся ,аналитический контроль в норме. заранее спасибо

Share this post


Link to post
Share on other sites

Андрей, добрый день!

Данная перегородка устанавливается для создания гарантированного подпора для насоса, которым качается жидкость в печь. Перегородку в стабилизаторах часто убирают, для того, чтобы создать больший запас жидкости на всасе насоса при увеличении производительности установки.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Андрей, добрый день!

Данная перегородка устанавливается для создания гарантированного подпора для насоса, которым качается жидкость в печь. Перегородку в стабилизаторах часто убирают, для того, чтобы создать больший запас жидкости на всасе насоса при увеличении производительности установки.большое спасибо за ответ

большое спасибо за ответ

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте. Моя тема диплома звучит как дооборудование колонн стабилизации  гидроочистки для достижения соответствия нормам по содержанию сероводорода в компонентах ДТ с установки. Как можно дооборудовать колонны???

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

Приветствую всех специалистов в этой области!

 

Речь в этом сообщении пойдет про влияние электростатических зарядов и двойного электрического слоя на процессы ректификации и как электронейтрализация влияет на повышение производительности ректификационной колонны.

Коротко о том чем мы занимаемся. Компания ООО «ЭКОФОР» производит одноименные электронные устройства, предназначенные для интесификации процессов, происходящих с активацией носителей электрических зарядов и представляют собой альтернативный заземлитель.

Когда проводили испытания во ВНИИНефтехим подключали устройство к ректификационной колонне и было не вооруженным глазом заметно, что меняется характер работы всей колонны – значительно уменьшалась флегма. Результаты испытаний документально зафиксированы (составлены акты) и с ними можно ознакомиться.

Уменьшение флегмового числа под воздействием устройства требует теоретического объяснения. Так как мы не являемся специалистами в этой области, то достоверного объяснения этого эффекта у нас нет. Основываясь на том, что под воздействием устройства не происходит электризация перерабатываемых материалов теоретическое описание воздействия следующее:

«При барботаже слоя стекающей флегмы в ректификационной колонне парами нефти производится интенсификация тепломассообменных процессов за счет увеличения межфазной поверхности на границе «жидкость-газ». Это возможно путем уменьшения количества крупных пузырьков. Устройство ЭКОФОР, подключённое по распределенной цепи к металлическим тарелкам/насадкам ректификационной колонны, производит электростатическое разряжение двойного электрического слоя межфазной поверхности пузырьков, в результате чего их диаметр уменьшается, а частота образования увеличивается, также как их межфазная поверхность.»

Ранее была возможность проведения испытаний на колонне, сейчас уже нет. Есть большое желание повторить данный эксперимент с целью выхода на производственные объекты. Одни мы эту дорогу не осилим, так как, повторюсь, мы не являемся специалистами в области ректификации.

Быть может Вы видите в этом материале рациональное зерно – ДАВАЙТЕ ИДТИ ПО ЭТОЙ ДОРОГЕ ВМЕСТЕ!

Интересно любое Ваше мнение.

Находимся в г. Санкт-Петербург и возможен выезд в другие города.

АКТЫ Нефть Спирт.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Доброго времени суток.

Коллеги есть проблема на блоке стабилизации бензина. В СУГ прорывается изопентан и пентаны, содержание выросло до 10...12 % масс. 

Орошение подняли до максимума, температуру на контрольной тарелки снизили, давление в норме как всегда 1,35 МПа. Анализ сырья не изменился. Загрузка стабильна 220 т/ч.

Что может быть ? Выскажите свои варианты решения. Кто сталкивался с таким ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

если чего-то нужно посчитать... - в смысле численно смоделировать... = пишите, возможно сможем быть Вам полезны...

вот тематики по которой есть опыт расчетов:

  • Теплообменники (газовые, жидкостные, двухфазные): определение 
    эффективности оребрения и др. форм развитой поверхности теплообмена 
    (сопряженный теплообмен), тепло-гидродинамический анализ  сложных 
    пространственных конфигураций теплообменных элементов и оборудования;
  • Запорная и трубопроводная арматура (краны, задвижки, фитинги): определение 
    гидравлических потерь и нагрузок (в том числе - нестационарных),  нестационарные 
    тепловые поля, оценка износа стенок и налипания частиц в двухфазных течениях;
  • Реакторы (объемные, каталитические, смесители): моделирование 
    многокомпонентных гомогенных и гетерогенных химических реакций с учетом 
    тепловыделения и газо-гидродинамических процессов при наличии дисперсных фаз 
    в сложных трехмерных конфигурациях и в засыпках;
  • Сепараторы (газо - жидкостные, пылеотделители, жидкость-жидкость): 
    моделирование переноса дисперсной фазы (в том числе - при сопоставимых 
    объемных 
    концентрациях) с учетом сложного характера взаимодействия частиц со стенками 
    конструкции, определение эффективности процесса и влияющих на нее критических 
    мест.
  • Насосы и компрессоры (осевые, центробежные, поршневые и др.): 
    определение коэффициента полезного действия, уровня пульсаций, тепловые 
    режимы, обнаружение проблемных мест в тракте и межлопаточных каналах;
  • Горелки (газовые, жидкостные, угольные): определение формы факела, 
    эффективности теплопередачи и концентрации продуктов реакции (включая NOx) 
    для произвольных геометрических форм, анализ перемешивания, распыления и 
    испарения топлив, выделения и горения летучих компонентов, гетерогенных реакций 
    и сгорания кокса с учетом лучистого теплообмена;

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 час назад, Илларион Романов сказал:

Доброго времени суток.

Коллеги есть проблема на блоке стабилизации бензина. В СУГ прорывается изопентан и пентаны, содержание выросло до 10...12 % масс. 

Орошение подняли до максимума, температуру на контрольной тарелки снизили, давление в норме как всегда 1,35 МПа. Анализ сырья не изменился. Загрузка стабильна 220 т/ч.

Что может быть ? Выскажите свои варианты решения. Кто сталкивался с таким ?

Если Вы все названное сделали в достаточном количестве - надо смотреть тарелки...

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 часов назад, Илларион Романов сказал:

Доброго времени суток.

Коллеги есть проблема на блоке стабилизации бензина. В СУГ прорывается изопентан и пентаны, содержание выросло до 10...12 % масс. 

Орошение подняли до максимума, температуру на контрольной тарелки снизили, давление в норме как всегда 1,35 МПа. Анализ сырья не изменился. Загрузка стабильна 220 т/ч.

Что может быть ? Выскажите свои варианты решения. Кто сталкивался с таким ?

Проверьте показания приборов, может кто-то немного врет.

Объем газовой сдувки не изменялся? Температура после конденсатора?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.