ОПТИМАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОМПЛЕКСА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНДЕНСАЦИИ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗА
DOI:
https://doi.org/10.15673/0453-8307.5/2015.44793Ключевые слова:
пропан/этан, смесь хладагента, потери эксергии, центробежный компрессор, концентрация хладагента, фракционирование хладагента, пинч-анализ, низкотемпературная конденсация.Аннотация
Создание современных высокоэффективных систем является ключевым приоритетом для Программы энергетической стратегии Украины на период до 2030 года. Целью проводимого исследования являются охлаждающие технологические потоки газовых и нефтяных предприятий, в том числе аппараты воздушного охлаждения, системы охлаждения воды и холодильные системы для конкретных хладагентов. Схема холодильной установки с разделением хладагента на фракции была модифицирована для того, чтобы увеличить охлаждающую способность, снизить температуру кипения хладагента и повысить коэффициент извлечения целевых углеводородов от потока попутного газа. Показано, что температура охлаждения попутного нефтяного газа играет важную роль в процессе низкотемпературной конденсации. Было предложено два режима работы для холодильной системы: постоянный, при котором концентрация смеси хладагента не изменяется, и динамичный, при котором концентрация смеси хладагента зависит от температуры окружающей среды. На основе анализа потерь эксергии была определена оптимальная концентрация смеси хладагента пропан/этан для обоих режимов работы холодильной системы. На основании проведенного пинч-анализа была модифицирована холодильная установка с разделением хладагента на фракции. В схему были добавлены дополнительные рекуперативные теплообменники для утилизации теплоты. Реализованы меры по увеличению массового расхода хладагента через вторую секцию центробежного холодильного компрессора от 22,5 до 25 кг/с, не нарушая согласованный режим работы секций компрессора.Библиографические ссылки
Lynch J.T., Wilkinson J.D., Hudson H.M., and Pitman R. N. 2003, Process Retrofits Maximize the Value of Existing NGL and LPG Recovery Plants, Ortloff Engineers, Ltd. 82-nd convention of Gas Processors Association, SA, Texas, 10 p.
Le-Gall A., Laflotte B. 2005, Compare the different options for NGL recovery from natural gas, Gas processing department, Technip, Gastech, 21 p.
Kemp I. C. 2007, Pinch analysis and process integration IChemE, UK, 396 p.
Feng X., Zhu XX. 1995, Combining pinch and exergy analysis for process modifications Applied Thermal Engineering. 17(1): P.250-260.
Khmelniuk M., Ostapenko A., Yakovleva O., 2013. Low-temperature condensation refrigeration unit energy efficiency after applying of a hydrocarbon mixture as a working fluid in a propane refrigeration installation. "Compressors 2013", Papiernicka. 6 p.
Ataei A. Chang K.Y. 2010, Combined pinch and exergy analysis for energy efficiency optimization in a steam power plant International Journal of the Physical Sciences. 5(7), 1110-1123 p.
Ostapenko O., Yakovleva O., Khmelniuk M. 2013 Improvement of the refrigeration installation of the associated petroleum gas low-temperature condensation complex, Journal of Industrial Gases, 6 (2013), 23-28 p.
Martynyuk M.O., Khmelniuk M.G. 2009 Analysis of characteristics of propane refrigerating compressor such as type «TP5-5» at its work on a mixture propane/ethane Journal of Industrial Gases No 4. 23-28 p.
Kwak HY. 2003, Exergic and thermoeconomic analysis of power plant Energy, No 28, 343-360 p. 10. Smith R. 2005, Chemical Process Design and Integration, John Wiley & Sons Ltd, UK 714 p.
