Лабораторная работа №2 Моделирование технологической схемы установки первичной переработки нефти (12 часов)

Цель работы: ознакомление с методикой расчета нефтяной колонны и заданием экспериментальных данных разгонки нефти.

Введение

В данном примере рассматривается процесс переработки нефти на установке первичного фракционирования с получением бензиновой и керосиновой фракций, дизельного топлива, атмосферного газойля и мазута (Рис.3.1). Предварительно нагретая в блоке теплообмена сырая нефть поступает в Первичный сепаратор. Жидкость из сепаратора нагревается в Печи и смешивается с паром из сепаратора. Поток Питание колонны подается на вход атмосферной колонны первичного фракционирования.

Рис.3.1. Технологическая схема установки первичной переработки нефти

Колонна первичной переработки нефти состоит из основной колонны с конденсатором, трех боковых стриппингов и трех контуров циркуляционного орошения. Подсхема колонны, содержащая подробную информацию о колонне, показана ниже (Рис.3.2):

Рис.3.2. Подсхема колонны

Далее будет подробно изложен процесс решения задачи моделирования данной схемы с помощью программы Unisim. В этом примере мы рассмотрим весь процесс моделирования: от выбора компонентов и задания характеристик сырой нефти до задания потоков и аппаратов схемы. Для осуществления этих задач мы воспользуемся различными возможностями интерфейса Unisim, чтобы проиллюстрировать гибкость программы.

Создайте новую задачу. Для этой задачи выберите набор единиц EuroSI. В появившемся Диспетчере базиса введите следующие компоненты: H2O, C3, iC4, iC5 и nC5.Выберите пакет термодинамических свойств – Пенг-Робинсон.

Характеризация нефтяной смеси

В результате лабораторного анализа образцов нефти были получены следующие данные:

Свойства образца нефти
Молекулярная масса	300.00
Плотность (в API)	48.75

Содержание компонентов в газовой фазе (в % об. жидк.)
Изобутан	0.19
Н-Бутан	0.11
Изопентан	0.37
Н-пентан	0.46

Разгонка образца нефти
Доля отгона (в % об.)	Температура (°С)	Молек. масса
0.00	26.00	68.00
10.00	124.00	119.00
20.00	176.00	150.00
30.00	221.00	182.00
40.00	275.00	225.00
50.00	335.00	282.00
60.00	400.00	350.00
70.00	490.00	456.00
80.00	590.00	585.00
90.00	692.00	713.00
98.00	766.00	838.00

Плотность фракций разгонки
Доля отгона (в % об.)		Плотность (в кг/м3)
13.00		725.00
33.00		758.00
57.00		796.00
74.00		832.00
91.00		897.00
Вязкость фракций
Доля отгона (в % об.)	Вязкость (в сР) при 40°С		Вязкость (в сР) при100°С
10.00	0.20		0.10
30.00	0.75		0.30
50.00	4.20		0.80
70.00	39.00		7.50
90.00	600.00		122.30

Процедура характеризации нефти будет использована для преобразования вышеприведенных данных в нефтяные псевдокомпоненты.

1. Чтобы начать процедуру характеризации нефти, перейдите на закладку Диспетчер нефтей специализированного окна Диспетчер базиса, как показано ниже (Рис.3.3):

Рис.3.3. Закладка Диспетчер нефтей специализированного окна Диспетчер базиса

Если на экране нет окна Диспетчера базиса и Unisim не находится в среде базиса, нажмите на кнопку Среда базиса.

В поле Связанный пакет свойств выводится имя пакета свойств, который будет использован для расчета свойств нефтяной смеси. Так как в нашей задаче определен только один пакет свойств, Unisim сделал его Связанным пакетом свойств по умолчанию. Текстовое сообщение в правой части окна говорит нам о том, что перед тем как войти непосредственно в нефтяной пакет, необходимо обеспечить выполнение двух условий:

• В задаче должен присутствовать хотя бы один Пакет свойств, который необходимо связать с нефтяным пакетом. В нашем примере мы выбрали для этой цели единственный имеющийся пакет свойств Базис-1.

• Термодинамический пакет из связанного пакета свойств должен быть способен рассчитывать гипотетические компоненты. В нашем примере мы выбрали термодинамический пакет Peng-Robinson, который удовлетворяет этому условию.

2. Итак, мы приступаем к процедуре характеризации нефти. Для этого выполните одно из следующих действий:

• Щелкните мышью по кнопке Вход в нефтяной пакет на закладке Диспетчер нефтей специализированного окна Диспетчер базиса.

• Щелкните мышью по кнопке Нефтяной пакет на панели инструментов. Откроется специализированное окно Характеризация нефти (Рис.3.4).

Рис.3.4. Специализированное окно Характеризация нефти

Окно Характеризация нефти позволяет создавать, изменять, а также выполнять другие действия с наборами данных и нефтяными смесями. В нашем примере для характеризации нефти используется всего один набор данных.

В общем случае, процедура характеризации нефтяной смеси включает три этапа:

• Задание экспериментальных данных для создания Набора данных.

• Создание нефтяной Смеси - смешение нескольких образцов с разными разгонками и нарезка на ряд отдельных псевдокомпонентов.

• Инсталляция полученного набора псевдокомпонентов в схему.