Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей Фомина Вера Васильевна

Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей
<
Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Фомина Вера Васильевна. Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей : диссертация ... кандидата технических наук : 02.00.13 / Фомина Вера Васильевна; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т].- Уфа, 2009.- 132 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3437

Содержание к диссертации

Введение

1 Обзор источников информации 8

1.1 Области применения технологических схем 8

1.2 Виды блок-схем 19

1.3 Схемы установок 22

1.4 Схемы потоков 23

1.5 Математическое моделирование и расчёт химико- 26

технологических систем

1.6 Выводы 35

2 Блок-схема ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» 36

2.1 Краткая характеристика исследуемого объекта 36

2.2 Блок-схема Нефтеперерабатывающего завода 37

2.3 Блок-схема завода «Мономер» 50

2.4 Блок-схема Газохимического завода 58

2.5 Блок-схема Химического завода 67

2.6 Комплексная блок-схема ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» 70

2.7 Выводы 72

3 Технологическая схема сложного процесса нефтехимического производства

3.1 Схема производства этилена, пропилена 74

3.2 Схема производства этилбензола, стирола 84

3.3 Комбинированная схема производств этилена и пропилена, этилбензола и стирола

3.4 Выводы 90

4 Анализ и оптимизация технологической схемы с применением графических моделей

4.1 Метод оптимизации с применением графических моделей технологических систем

4.2 Построение гибридного графа на основе графической модели процесса

4.3 Анализ и оптимизация технологической схемы с применением гибридного графа

4.4 Расчёт экономического эффекта от применения оптимизации методом расчёта общих распределённых чувствительно-

стей

4.5 Выводы 120

Основные выводы 121

Список использованных источников 122

Введение к работе

Актуальность работы

В последние десятилетия во всём мире происходит процесс объединения нефтяной, нефтехимической и химической промышленности в нефтехимические комплексы, поскольку нефтеперерабатывающий завод и нефтехимические производства связаны системами продуктопроводов и имеют общую основу. Современные производства представляют собой сложную систему аппаратов, взаимосвязанных между собой массой материальных, тепловых, технологических и информационных потоков сложного состава.

Традиционная графическая система изображения блок-схемы и технологической схемы в виде отдельных фрагментов с сетью линий не позволяет создать целостное графическое представление нефтехимического комплекса удобное для анализа и хранения информации и не даёт ясной картины структуры предприятия, а также является громоздкой при формализации задачи оптимизации на ЭВМ, так как эта задача требует простого и эффективного метода перевода схемы химико-технологического процесса на язык компьютера.

Поиск методов оптимизации химико-технологических систем с меньшими вычислительными затратами является весьма актуальным вопросом на данный момент, поскольку для расчёта химико-технологических систем в настоящее время существует два подхода: либо через ненаправленные графы, либо через направленные графы. При этом рассчитываются все аппараты и для этого необходимы огромные вычислительные ресурсы и дорогостоящие программы.

Разработка целостного графического представления системы нефтехимических производств и анализ структуры нефтехимических производств необходимы в связи с переходом на электронный тип носителей информации, созданием электронных библиотек, архивов, объединенных баз данных, совершенствованием автоматизированных систем проектирования и управления, систем контроля, диагностики и экологического мониторинга.

Цель работы - показать структуру предприятия и разработать графическую модель технологической схемы системы нефтехимических производств

методом изображения удобным для анализа, хранения, переработки и использования информации, заключенной в технологических схемах; сократить объёмы вычислительных затрат на оптимизацию анализируемой технологической схемы с применением разработанной графической модели. Задачи исследования

  1. Исследование совокупности связей нефтехимического комплекса ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» и разработка блок-схемы предприятия на основе анализа технологических схем с использованием графического моделирования технологических систем.

  2. Разработка графических моделей технологических схем отдельных нефтехимических производств.

  3. Разработка графической модели технологической схемы системы нефтехимических производств.

  4. Разработка алгоритма определения в схеме аппаратов, наиболее целесообразных для оптимизации.

Научная новизна

Впервые предложен новый метод оптимизации сложных химико-технологических систем путём преобразования графической модели технологической схемы в гибридный граф с помощью замены материальных потоков схемы на источники воздействия с последующим определением наиболее чувствительных к изменению внешних параметров аппаратов.

Практическая значимость

1 Разработанные блок-схемы отдельных заводов, комплексная
блок-схема ОАО «Салаватнефтеоргсинтез», графическая модель технологиче
ской схемы производств ЭП-300, этилбензола-стирола используются персона
лом, работающим в техническом управлении Общества, а также в технических
и производственных отделах заводов.

2 Линейные схемы производств, оформленные в виде альбома техноло
гических схем, применяются при проведении лекционных и практических заня
тий и курсовых работ по дисциплинам «Физическая технология топлив», «Хи-

мическая технология топлив и углеродных материалов» для специальности 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов».

Апробация работы

Результаты исследований по теме диссертации были представлены на всероссийской научно-практической конференции «Единое образовательное пространство России и необходимость его формирования в обществе» (Пенза 2003); международной конференции «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых» (Санкт-Петербург 2006); международной научно-практической конференции «Нефтепереработка и нефтехимия - 2007» (Уфа 2007); региональной научно-практической конференции «Технология, автоматизация, оборудование и экология промышленных предприятий» (Стерлитамак 2008).

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, библиографического списка из ИЗ наименований, двух приложений. Работа изложена на -/32 страницах машинописного текста и включает 66 рисунков и 17 таблиц.

Публикации

Содержание диссертации изложено в 10 научных публикациях, включая 2 статьи в ведущих рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК.

Схемы установок

Схема сопровождает любой технологический процесс на всех стадиях его существования. Предпроектная подготовка производится с анализом схем физических и химических процессов и составлением блок-схем. Проектирование начинается с работы над технологической схемой, которой определяются параметры для всех других стадий разработки технической документации. При строительстве технологическая схема объединяет планы и чертежи в единую систему. После сдачи технологической установки в эксплуатацию пуск и вывод на нормальный режим производится в соответствии со схемой. Обучение обслуживающего персонала в первую очередь подразумевает изучение технологической схемы, отработку всех режимов на тренажерах, основой которых также является схема процесса. В дальнейшем контроль за надёжностью функционирования оборудования установок и оценка безопасности предприятий осуществляются экспертными системами, основой для разработки которых является технологическая схема. Научные публикации, техническая и учебная литература, базы данных и знаний, электронные архивы предприятий, связанные с системой, включающей в себя большое количество взаимосвязанных элементов, не обходятся без схем.

Знание - это образное отражение в сознании системы связей [5] между объектами реального мира [6]. Связь схемы с реальным миром осуществляется посредством графических изображений [7]. Накопление знаний, потребность в их переработке, передаче и применении вызывают переворот в системе информации, обеспечивающий качественно более высокий уровень автоматизации производственных процессов [8]. При возрастающей емкости научного знания, его усложнении и сужающейся специализации необходимо создать новую систему знаний [6].

Одно из фундаментальных свойств мозга — способность опознавать образы [9], представляющие собой отвлечение от индивидуального, являющиеся общим для всех элементов класса [5]. Древние моделировали мир в системе образов [10] и пользовались символами, чтобы сделать идеи доступными [10], приблизить мышление к объекту [11].

Благодаря возможности представлять содержательные элементы теории в символической форме облегчается решение многих проблем, удается достигнуть более четкого понимания формальной структуры, логических связей теории, провести ее аксиоматизацию [6].

Экономное символическое обозначение понятий и отношений между ними — важнейшее условие продуктивного мышления. Насколько велика роль удобной символизации материала, видно из следующего примера. Чтобы научиться арифметическому делению с использованием римских цифр, в средние века требовалось закончить университет.

С введением десятичной системы счисления все переменилось. Объем смысловой информации остался тем же, но более совершенное символическое обозначение позволяет провести обработку быстро и экономно (в двоичной системе осуществить все эти действия еще проще; так что дело не в самих цифрах, а в позиционной системе записи). Сейчас мы обнаруживаем, что целый ряд операций, которые требовали серьезных интеллектуальных усилий, можно подчинить определенным правилам, то есть алгоритмизировать [12].

При рассмотрении важнейших химических производств анализируются основные принципы создания химико-технологических систем [13], выбор технологических режимов и аппаратурного оформления процессов, органи зация технологической схемы, решение задач ресурсо- и энергосбережения, охраны окружающей среды и т.д. [14].

Вместе с тем реальное химическое производство представляет собой совокупность большого числа взаимосвязанных технологических аппаратов, предназначенных для переработки сырья в продукты потребления и средства производства [15].

Способ производства слагается из последовательных операций, протекающих в соответствующих машинах и аппаратах. Взаимосвязь между отдельными аппаратами и реакторами с описанием происходящих в них процессов и превращений называют технологической схемой. Технологическая схема описывается в тексте или последовательным схематическим изображением соединенных между собой машин и аппаратов, или же последовательным условным обозначением связанных между собой операций [15].

Любая технологическая схема может рассматриваться как совокупность элементов, соединенных определенным образом (в общем случае, не единственным), позволяющая перерабатывать входную информацию в желаемую выходную [8]. Технологическая схема должна рассматриваться с применением методологии системного анализа [16] на всех этапах создания современного химического производства [8].

Известен ряд эвристических правил для построения схем разделения [17].

При построении любой схемы мы сталкиваемся с необходимостью выбора наилучшей схемы из большого числа различных вариантов [18]. Выбор одного из огромного числа вариантов основывался на интуиции проектировщика. Теперь же ставится задача поручить эту творческую работу (или хотя бы её часть) электронной вычислительной машине [19]. Другими словами, ставится задача создания теории построения (синтеза) химико-технологической системы (ХТС) [20, 21, 22]. При этом возможны два пути.

Первый путь — формализация того способа мышления, которым пользуется человек при создании новых схем, формализация существующих и создание новых эвристических правил, а также разработка методов использования этих правил, приоритета одних перед другими.

Второй путь — полностью алгоритмический подход, состоящий в том, чтобы сформулировать проблему синтеза как математическую и развить математические методы ее решения [19].

Стратегия системного анализа при исследовании процессов и заключается в проведении фундаментальных поисковых работ на всех уровнях иерархии, установлении причинно-следственных связей между явлениями и процессами, которые будут положены в основу алгоритмов научных исследований, проектных разработок [23]. Непрерывные технологические процессы слишком сложны, чтобы можно было использовать при проектировании их упрощенное математическое описание.

Поэтому создание систем автоматизированного проектирования технологических процессов заключается не только в автоматизации процессов сбора, накопления и обработки информации, изготовления текстовой и графической документации, но и в применении теории и методологии системного анализа, заключающейся в комплексном рассмотрении проблемы с детализацией на каждом из уровней с учетом взаимосвязей между ними [8].

Опыт показывает, что традиционная практика не позволяет «просмотреть» в схеме более одного или двух вариантов, в то время как их количество при проектировании современного химического производства практически бесконечно.

В связи с этим традиционно проектировщик интуитивно применяет метод функциональной декомпозиции, представляя общую задачу в виде последовательности более простых подзадач. Полученная в результате декомпозиции система представляет собой ориентированный граф, каждой вершине которого сопоставлен аппарат (группа аппаратов), а дуги характеризуют информационные потоки [8].

Блок-схема завода «Мономер»

Особенностью современных процессов химической технологии, протекающих с высокими скоростями при высоких температурах и давлениях в многофазных системах, является их большая сложность. Эта сложность проявляется в значительном числе и многообразии параметров, определяющих течение процессов, в большом числе внутренних связей между параметрами, в их взаимном влиянии, причём изменение одного параметра вызывает нелинейное изменение других параметров.

Математическое моделирование является методом описания процессов с количественной и качественной стороны с помощью так называемых математических моделей. При построении математической модели реальное явление упрощается, схематизируется, и полученная схема описывается в зависимости от сложности явления с помощью того или иного математического аппарата. От удачного выбора модели, от того, насколько правильно она отражает характерные черты рассматриваемого процесса, зависит успех исследования и ценность полученных выводов [54].

Математическое описание, составляющее структуру модели, в зависимости от процесса представляется в виде системы конечных или дифферен циальных уравнений, отражающих взаимное влияние различных параметров, причем присутствие в математическом описании уравнений одного вида (например, конечных) не исключает возможности наличия уравнений и другого вида (дифференциальных).

Для нахождения вида зависимости между определяющими и определяемыми параметрами в явном виде из уравнений математического описания с помощью алгоритма для любой совокупности значений параметров можно рассчитать определяемые параметры. Необходимо, чтобы модель достаточно точно описывала качественно и количественно свойства моделируемого процесса, то есть должна быть адекватна моделируемому процессу [55].

Таким образом, модель, отражающая соответствующий физико-химический процесс, представляется в виде определенной математической записи, объединяет опытные факты и устанавливает взаимосвязь между параметрами исследуемого процесса. При этом используется теоретические методы и необходимые экспериментальные данные. Конечной целью разработки математических моделей являются прогноз результатов проведения процесса и выработка рекомендаций по возможным воздействиям на её ход. При отсутствии достаточной информации об исследуемых явлениях их изучение начинается с построения простейших моделей, но без нарушения основной (качественной) специфики исследуемого процесса.

1.5.2 В частности для моделирования и расчёта ректификационных колонн существует много методов: метод Льюиса-Мачесона, метод Тиле-Геддеса, метод Андервуда и т.д. В этих методах имеют место самые различные допущения (например, а.; = const, R и П = const и т.д.) [56].

При использовании метода Льюиса—Мачесона в качестве независимых переменных выбирают составы продуктов разделения. Схема ступени контакта при расчёте методом Льюиса-Мачесона представлена на рисунок 11. - D,yD

После расчёта обеих секций, на основе покомпонентных невязок в зоне питания производится коррекция yDl и хт.

Недостатками данного метода являются значительное осложнение расчётного процесса при учёте КПД по Мэрфи, а также аварийные остановы при наличии в смеси нераспределённых компонентов. Метод эффективно использовать при расчёте простых колонн. При расчёте колонн со многими вводами и выводами пользуются методом Тиле-Геддеса, где в качестве независимых переменных используют температуры на тарелках. Из уравнения материального баланса тарелки с учётом парожидкостного равновесия получаем систему линейных уравнений относительно концентраций: Lj-i -x j-iLj +Vj -KJ -XJJ+VJ -Kj+xrxj+x +F; -xfl=0; (Ю) при i = \..n;j = \...N Полученная система обладает псевдоленточной матрицей и решается методом Зейделя. Решением данной системы совместно с покомпонентными материальными балансами находят новые значения xjt. В этих методах имеют место самые различные допущения, однако «релаксационный» метод позволяет рассчитывать ректификацию многокомпонентной смеси без всяких допущений. Если предыдущие учёные принимали «потарельчатый» расчёт, т.е. «от тарелки к тарелке», то в методе релаксации расчёт производится по уравнениям однократного испарения с учётом теплового баланса ступени, т.е. работу одной тарелки представляют в виде процесса однократного испарения многокомпонентной смеси [56].

Программа, использующая этот метод, позволяет рассчитывать системы сложных колонн. Каждая сложная колонна может иметь несколько сырьевых потоков, боковых отводов, циркуляционных орошений, отпарных секций, а также подачу тепла и водяного пара.

Достоинством этого метода является хорошая сходимость и возможность моделирования переходного режима, а недостатком метода — множество итераций в результате расчёта.

Исходными данными являются число тарелок NT, число сырьевых потоков nF, расход F и состав сырья xF, номер тарелки ввода сырья NF, расход боковых погонов Б и номер тарелки вывода погона NE, профиль давления в колонне pj, теплоподвод В, температурный профиль колонны Tj, температура конденсатора Т]. На рисунке 12 схематично представлена ступень контакта.

Комбинированная схема производств этилена и пропилена, этилбензола и стирола

Блок синтеза карбамида (рисунок 34) состоит: - из установки приёма, подготовки аммиака для производства карба мида и выработки аммиачной воды (объект 1506) [97]; - производства карбамида по голландской технологии в цехе №24 [98]; - производства карбамида по отечественной технологии в цехе №50 [99].

Сырьём установки объекта 1506 является аммиак жидкий с производства АМ-76. ХОВ для получения аммиака водного технического поступает из сети Общества. Продукт установки объекта 1506 — аммиак жидкий технический после дегазации - сырьё для производства карбамида; поставляется в цеха потребителям Общества (на завод «Мономер», Химический завод).

Побочный продукт, получаемый в результате утилизации продуктов дегазации жидкого аммиака, - аммиак водный технический.

На производство карбамида поступает сырьё: аммиак жидкий с производства АМ-76, углекислый газ технический с производства АМ-76.

Полученный карбамид используется в качестве сырья при изготовлении смол, клеев и т.п.; азотного удобрения в сельском хозяйстве; кормовой добавки в животноводстве.

Для получения СО, Н2 и синтез-газа поступает сырьёюксид углерода (IV) из цеха № 54- добавка в природный газ на конверсию; природный газ с ГРС-4; ХОВ из сети Общества для производства пара с давлением 7 кгс/см2 с последующей подачей его в процесс конверсии и в сеть Общества.

Продукты производства синтез-газа и водорода: чистый водород технический - используется для технологических нужд ГХЗ, отправляется потребителям, а избыток его поступает в топливную сеть Общества высокого давления до 6 кгс/см ; синтез-газ - сырьё производства бутиловых спиртов.

Побочные продукты производства синтез-газа и водорода: газ топливный — ВСГ не прошедший метанатор сбрасывается в топливную сеть Об-щества высокого давления; пар с давлением 7 кгс/см подаётся в процесс конверсии, а избыток его поступает в паровую сеть Общества.

На производство бутиловых спиртов (н-бутанола и изобутанола) поступает сырьё: водород технический с производства синтез-газа и водорода — подмешивается к циркуляционному газу, поступает на гидрирование альдегидного отгона в спирты); синтез-газ с производства синтез газа и водорода; пропан-пропиленовая фракция производства ЭП-300 завода «Мономер», из ТСЦ НПЗ и из Кашкарского хранилища ОАО «Подземнефтегаз»;

а также продукты переработки промежуточных продуктов: - бутанол-сырец с установки переработки эфирной «головки» ГХЗ, получаемый из «головки» изобутанола производства бутиловых спиртов и головной фракции спиртов Cs — сырьё отделения ректификации производства бутиловых спиртов;

- изомасляный альдегид с примесью нормального масляного альдегида - смесь дистиллята колонны К-101 и кубового остатка колонны К-102 производства спиртов Cg - подаётся в сырьё отделения гидрирования и ректификации.

Продукты производства бутиловых спиртов: спирт изобутиловый технический; спирт бутиловый нормальный технический — сырьё производства пластификаторов, дваэтилгексанола, жирных спиртов.

Промежуточные продукты производства бутиловых спиртов: «головка» изобутанольная (эфирная) производства бутиловых спиртов — поступает на переработку для дополнительного получения бутанолов и сокращения отходов производства; фракция альдегидная — в большей части используются для производства бутиловых спиртов, другая часть масляных альдегидов применяется для отделения нормального масляного альдегида, для получения спиртов Cg и дваэтилгексанола необходимого, в свою очередь, для получения пластификаторов.

Побочные продукты производства бутиловых спиртов: фракция лёгкая (метанольная) бутиловых спиртов (БС) - поступает на НПЗ для компаундирования бензина, остаток кубовый производства бутиловых спиртов (БС) — компонент мазута.

«Головка» изобутанола производства бутиловых спиртов поступает на установку переработки эфирной «головки» производства бутиловых спиртов [102].

Продукты установки переработки эфирной «головки» производства бутиловых спиртов: фракция головная - компонент бензина — поступает на НПЗ, бутанол-сырец (сумма нормального и изобутилового спиртов) - сырьё для производства бутиловых спиртов. 2.4.6 Блок производства ортоксилола (рисунок 36) состоит из установки по производству ортоксилола из сольвента нефтяного НПЗ [103].

На установку производства ортоксилола (о-ксилола) поступает сырьё - сольвент нефтяной (концентрат суммарных ксилолов) с НПЗ.

Продукты производства ортоксилола: фракция легкокипящих компонентов (этилбензола и ксилолов) - компонент товарного бензина поступает на НПЗ; ортоксилол - сырьё для установки производства фталевого ангидрида; фракция высококипящих углеводородов Сд и выше — компонент товарного бензина или сольвента поступает на НПЗ.

Блок производства фталевого ангидрида (ФА) (рисунок 36) состоит из установок: - производства фталевого ангидрида [104], - чешуирования продуктов производства фталевого ангидрида [105]. На производство фталевого ангидрида поступает сырьё - ортоксилол

нефтяной с установки производства ортоксилола.

Продукты производства фталевого ангидрида: расплав ангидрида фталевого технического - сырьё установки чешуирования и производства пластификаторов, ангидрид фталевый технический чещуированный.

Побочные продукты производства фталевого ангидрида: расплав головного погона дистилляции фталевого ангидрида — сырьё производства пластификаторов, полиэфирных смол, лаков; головной погон чещуированный товарная продукция; остаток кубовый производства фталевого ангидрида -сырьё производства пластификаторов, антикоррозийных материалов, смол, резинотехнических изделий.

Блок производства спиртов из продуктов гидроформилирования производства бутиловых спиртов [106] представлен на рисунке 37. На производство спиртов С8 поступает сырьё: водород технический с производства синтез-газа и водорода на гидрирование альдегидов Cg; фракция альдегидная с производства бутиловых спиртов; спирт оборотный с установки пластификаторов.

Продукт производства спиртов С8 — дваэтилгексанол технический (СЖС из оборотных спиртов) - сырьё для синтеза пластификаторов.

Побочные продукты производства спиртов Cg: газ топливный - поступает в топливную сеть Общества; изомасляный альдегид с примесью нормального масляного альдегида — смесь дистиллята колонны К-101 и кубового остатка колонны К-102 производства спиртов Cg - подаётся в сырьё отделения гидрирования альдегидного продукта и ректификации; остаток кубовый производства спиртов С8 — компонент мазута - поступает на НПЗ.

Анализ и оптимизация технологической схемы с применением гибридного графа

Более высоким уровнем в описании иерархической структуры химико-технологической системы является технологическая схема, которая в традиционном виде характеризуется сложной системой связей, что затрудняет процесс формализации схемы.

Для решения задачи оптимизации с меньшими объёмами вычислений предлагается новый метод с использованием гибридного графа, для реализации которого необходим предварительный анализ структуры производства и разработка графической модели технологической схемы, что возможно осуществить методом графического моделирования.

Современные крупные нефтехимические комплексы состоят из различных взаимосвязанных производств, включающих большое число установок.

Технологический процесс именуется сложным, если он объединяет множество простых процессов, каждый из которых состоит из химической реакции и блока разделения.

Для анализа в качестве простых процессов нефтехимического комплекса выбраны нефтехимические производства: этилена и пропилена (ЭП-300), этилбензола и стирола.

Технологические регламенты анализируемых производств содержат множество технологических схем, каждая из которых длиной несколько метров. Регламент производства ЭП-300 содержит 10 схем по производству пи-рогаза и 20 схем по цеху газоразделения. Регламент производства этилбензола насчитывает 16 схем, производства стирола - 2 схемы длиной 8 и 14,5 м. Разумеется, представить единые схемы этих производств на основе имеющихся традиционных схем невозможно. Тем более, невозможно представить комбинированную схему этих производств. Однако, создание технологических схем отдельных производств и построение графического представления нефтехимического комплекса возможно методом графического моделирования, в котором изображения аппаратов классифицированы на три группы: аппараты для перемещения тепла, аппараты для перемещения массы, аппараты для разделения и реакторы и имеют условные обозначения, соответственно — черточка, треугольник и круг [1] с применением программы Word и графического редактора AutoCad.

Линейные технологические схемы установок в составе анализируемых производств строятся изображением потоков в виде графа и аппаратов в виде условных обозначений.

Схема производства этилена, пропилена Производство ЭП-300 на основе пиролиза углеводородного сырья [83, 84] состоит из двух производственных подразделений: цеха по производству пирогаза и цеха газоразделения. Цех по производству пирогаза методом пиролиза прямогонного бензина и сжиженных углеводородных газов в присутствии водяного пара предназначен для получения пирогаза в трубчатых печах повышенного теп-лонапряжения.

Сырьем являются: бензин, этан, широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ). Побочными продуктами являются: тяжелая смола пиролиза, пирокон-денсат. В состав цеха производства пирогаза входят три установки: Пиролиз I, Пиролиз II, подготовки пирогаза. 3.1.1.1 Технологический процесс установки Пиролиз I (рисунок 47) состоит из следующих основных стадий: - пиролиз углеводородов в трубчатых печах, - охлаждение пирогаза, - выжиг кокса из змеевиков трубчатых печей. На установке пиролиза эксплуатируется 8 печей. Из них 6 печей: F -04, 07-Ю9 типа SRT-I и F-05, 06 типа SRT-VI работают на бензине или ШФЛУ; 2 печи: F-01, 02 работают на этане. Рециркулирующий этан может подаваться в этановые печи пиролиза совместно с рециркулирующим пропаном в смеси с ШФЛУ.

Из печей пиролиза пирогаз выходит с температурой не выше 850С. Охлаждение пирогаза для печей F-01, 02, 04, 07- -09 производится последовательно в закалочно-испарительных аппаратах Е-01, 02, 04, 07- -09 до температуры 350-450С, в аппарате масловпрыска N-01 до температуры 190С; для печей F-05, 06 последовательно в закалочно-испарительных аппаратах ЕА-05, 06(A-F) до температуры 450С (для ШФЛУ) и 525С (для бензина), в закалочном фитинге НВ-05, 06 до температуры 190С. В закалочно-испарительных аппаратах пирогаз охлаждается за счёт испарения питательной воды в межтрубном пространстве.

Удаление кокса из змеевиков в трубчатой печи осуществляется методом паро-воздушного выжига. Стадия подготовки питательной воды предназначена для сбора технологического, турбинного конденсата и очистки его на ионообменных смолах с получением питательной воды для котлов высокого давления печей пиролиза. Турбинный и производственный конденсат с установок производства проходит последовательно обработку в угольном фильтре Е-77, где производится очистка от масла; сульфоугольном фильтре Е-78, где удаляются гид-ратные окислы железа, меди и аммиак; в фильтрах смешанного действия Е-79, Е-160, где происходит глубокое обессоливание и обескремнивание конденсата.

Получение насыщенного пара с давлением от ПО до 140 кгс/см2 происходит за счёт утилизации тепла пирогаза, выходящего из печей пиролиза типа SRT-I, в закалочно-испарительных аппаратах, который отделяется в барабанах V-01, 02, 04, 07-Ю9, перегревается в двухкамерном пароперегревателе поз F-10A, Вис параметрами давления Рот ПО до 114 кгс/см2 и температуры Т от 510 до 530С используется для теплоснабжения производства. Перегрев пара производится за счёт сжигания жидкого и газообразного топлива в горелках пароперегревателя. Топливом для пароперегревателя является гидроочищенный вакуумный газойль, поступающий с НПЗ, и топливный газ (метано-водородная фракция), поступающий с общего коллектора топливного газа Объединения. Перегретый пар высокого давления вырабатывают также печи типа SRT-VI F-05, 06.

Похожие диссертации на Анализ структуры нефтехимического комплекса и оптимизация технологических схем с применением метода графических моделей