Оптимизация технологического процесса газофракционирующей установки (ГФУ)
Выпускная квалификационная работа посвящена оптимизации технологического процесса газофракционирующей установки (ГФУ), применяемой в нефтехимической и газоперерабатывающей промышленности для разделения углеводородных смесей. В работе рассмотрены теоретические основы газофракционирования, проанализированы существующие технологии и оборудование, а также проведён анализ исходного сырья и требований к конечным продуктам.
Разработана технологическая схема газофракционирующей установки, выполнены расчёты основных технологических параметров и оборудования. Проведена оценка энергетической, экономической и экологической эффективности проекта, предложены мероприятия по повышению безопасности производства и снижению негативного воздействия на окружающую среду. Сформулированы рекомендации по эксплуатации установки и обозначены перспективы её дальнейшего развития. В составе графической части представлены принципиальная технологическая схема газофракционирующей установки и чертёж аппарата (реактора) с указанием основных размеров, технических характеристик и штуцерного оснащения
Введение 5
1.Теоретические основы газофракционирующей установки 7
1.1Общие сведения о газофракционирующих установках 7
1.2Основные технологические процессы газофракционирующей установки
.10
1.3Классификация газофракционирующих установок по производительности и назначению 15
1.4Анализ существующих технологий и оборудования газофракционирующих установок 17
2.Анализ исходных данных и постановка задачи 22
2.1Описание исходного сырья 22
2.2Характеристика требований к продуктам разделения 23
2.3Постановка технологической задачи 25
3.Разработка технологической схемы установки 29
3.1Обоснование выбора схемы газофракционирующей установки 29
3.2Расчеты основных технологических параметров 31
3.3Проектирование оборудования 35
3.4Моделирование и оптимизация процесса 45
4.Оценка эффективности и безопасности 47
4.1Экономический анализ проекта 47
4.2Безопасность и экологичность 48
5.Рекомендации и перспективы развития 53
5.1Возможности модернизации оборудования 53
5.2Применение инновационных технологий для повышения эффективности
.54
5.3Перспективы применения установок в других областях промышленности
.55
Заключение 57
Список литературы59
1. Гуреев А.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. – М.: Химия, 2019.
2. Лебедев В.П., Степанов Б.А. Технология переработки нефти и газа. – СПб.: Недра, 2021.
3. Смирнов В.А., Глухов С.Л. Современные технологии переработки углеводородного сырья. – Казань: Феникс, 2020.
4. Бродский А.К. Физико-химические основы процессов разделения углеводородных смесей. – М.: Гостоптехиздат, 2018.
5.Дяков Ю.А. Основы технологических процессов газофракционирования. – Уфа: Нефтехим, 2022.
6. Wang J., Zhang Y. Improving the efficiency of gas fractionation columns using advanced heat integration. Fuel Processing Technology. – 2022. Vol. 225. P. 15-29.
7. Muller T. Modeling and simulation of gas fractionation in multistage distillation columns. Petroleum Science and Engineering. – 2021. Vol. 205. P. 114- 128.
8. Ivanov D., Petrova E. Advanced catalytic methods for increasing propane and butane yield. Chemical Engineering Research and Design. – 2020. Vol. 168. P. 45-60.
9. Kiselev A., Voronov S. Modern approaches to reducing energy consumption in gas fractionation processes. Energy & Fuels. – 2019. Vol. 34(3). P. 290-305.
10. Фролов К.С. Анализ влияния давления и температуры на эффективность газофракционирования. – Отчёт НИИ «Нефтехим», 2020.
11. Федоров М.Н. Эффективные методы газофракционирования. – М.: Недра, 2023.
12. Тимофеев Л.Г. Современные технологии разделения углеводородных смесей. – СПб.: Наука, 2021.
13. Гаврилов П.А., Котов В.С. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. – Казань: Химия, 2020.
14. Седых В.М. Газофракционирование: Теория и практика. – Екатеринбург: УГНТУ, 2019.
15. Черняев О.В. Новые подходы к переработке газоконденсата. – Новосибирск: СО РАН, 2022.
16. Жарков И.С., Павлов А.К. Физико-химические основы процессов разделения нефти и газа. – М.: Гостоптехиздат, 2020.
17. Лапшин Р.В. Тепломассообменные процессы в газофракционирующих колоннах. – Минск: Белорусский университет, 2023.
18. Шепелев Ю.М. Оптимизация процессов нефтегазопереработки. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2021.
19. Басов А.Т. Каталитические и мембранные методы разделения углеводородов. – Казань: Татнефть, 2022.
20. Рогачев В.Н., Исаев Е.П. Газофракционирование природных газов. – Томск: Политех, 2018.
21. Huang Y., Lee J. Optimization of heat integration in gas fractionation plants. Chemical Engineering Journal. – 2023. Vol. 400. P. 112-124.
22. Fischer T., Albrecht P. Advanced column design for gas fractionation. Fuel Science & Technology. – 2022. Vol. 228. P. 32-45.
23. Martinez C., Oliveira R. Computational modeling of multi-stage fractionation. Petroleum Processing Science. – 2021. Vol. 210. P. 67-79.
24. Nagano S., Yamashita K. Catalytic enhancement of fractionation efficiency. Journal of Refining Chemistry. – 2020. Vol. 176. P. 89-102.
25. Kowalski J., Nowak P. Energy-saving strategies for distillation processes. Polish Journal of Chemical Engineering. – 2019. Vol. 122. P. 15-29.
26. Gоmez L., Torres H. Impact of pressure variation on hydrocarbon separation. South American Petroleum Journal. – 2023. Vol. 239. P. 55-68.
27. Schneider F., Weber G. Optimization of gas fractionation using AI. AI & Energy Processing. – 2022. Vol. 200. P. 90-104.
28. Ivanov N., Petrov M. Membrane technology for selective separation of hydrocarbons. Russian Chemical Bulletin. – 2021. Vol. 189. P. 73-86.
29. Rahman A., Hassan Z. Novel solvents for enhanced fractionation efficiency. Journal of Oil & Gas Science and Technology. – 2020. Vol. 178. P. 110-125.
30. Singh R., Patel V. Fractionation column internals and their impact on separation efficiency. Indian Journal of Chemical Technology. – 2019. Vol. 165. P. 98-111.
