Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


ФОРМАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА АБСОРБЦИИ ГАЗА КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

В химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газоперерабатывающей, пищевой промышленности большое место принадлежит процессам разделения многокомпонентных смесей. Одним из самых распространенных способов разделения является абсорбция [1].

Абсорбер очистки газа предназначен для предварительной очистки природного и попутного нефтяного газа от жидкости и механических примесей, очиски его жидкими сорбентами, доулавливания жидкого сорбента, уносимого потоком очищенного газа.

В нефтяной и газовой промышленности процесс абсорбции применяется для разделения, осушки и очистки углеводородных газов. Из природных и попутных нефтяных газов путем абсорбции извлекают метан, этан, пропан, бутан и компоненты бензина; абсорбцию применяют для очистки природных газов от кислых компонентов - сероводорода, используемого для производства серы, диоксида углерода, серооксида углерода, сероуглерода, тиолов (меркаптанов) и т.п.; с помощью абсорбции также разделяют газы пиролиза и каталитического крекинга и осуществляют санитарную очистку газов от вредных примесей.

В качестве абсорбентов при разделении углеводородных газов используют бензиновые или керосиновые фракции, а в последние годы и газовый конденсат, при осушке - диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ). Для абсорбционной очистки газов от кислых компонентов применяют №метил-2-пирролидон, гликоли, пропиленкарбонат, трибутилфосфат, метанол; в качестве химического поглотителя используются моно- и диэтаноламины, метилдиэтоналамины.

В промышленности процессы абсорбции и десорбции обычно осуществляются на одной установке, обеспечивающей непрерывную регенерацию и циркуляцию абсорбента по замкнутому контуру между абсорбером и десорбером. Поток газа поступает в нижнюю часть абсорбера , а сверху подается поток свежего (регенерированного) абсорбента. Непоглощенные компоненты газа уходят с верха абсорбера, а из его низа выводится поток насыщенного абсорбента [2].

Регенерация осуществляется либо за счет подвода тепла в нижнюю часть десорбера, либо за счет ввода водяного пара. Регенерированный абсорбент, охлажденный в теплообменнике и холодильнике, возвращается в абсорбер. В случае работы десорбера с подводом тепла его можно рассматривать как отгонную ректификационную колонну.

Такую схему применяют, когда абсорбент обладает высокой избирательностью и необходимо из смеси извлечь один компонент или одну целевую фракцию (например, извлечение из газа кислых компонентов, осушка газов).

Количество аминового раствора, поступающего на абсорбера, замеряется и регулируется.

Степень очистки газа на абсорбционных установках определяется главным образом концентрацией подаваемого в абсорбер раствора, а концентрация раствора, в свою очередь, зависит от используемого на установке метода регенерации отработанного абсорбента.

В промысловых условиях абсорбционные установки очистки подвержены различным внешним воздействиям, что и вызывает необходимость управления ими. Основная задача управления состоит в обеспечении заданной степени очистки газа при минимальных энергетических и материальных затратах и соблюдении ограничений на технологические параметры процесса.

Опыт эксплуатации абсорбционного технологического процесса показывает, что несмотря на одинаковые конструктивные характеристики аппарата, их гидравлические сопротивления различны. Это приводит к неравномерной нагрузке аппаратов и уменьшению общей эффективности их работы. Поэтому задача автоматического управления заключается не только в поддержании требуемой точки росы очищенного газа, но и в обеспечении равномерного распределения газа между абсорберами.

Совокупность газопромысловых параметров, воздействующих на технологические процессы, необходимо разбить в соответствии с характером и долей участия в управлении на входные и выходные параметры.

Входные параметры Х, характеризующие количественное значение показателей технологических процессов, подразделяются на управляемые U и неуправляемые Z.

Функциональные уравнения, описывающие управляемый процесс газопромысловой технологии, можно подразделить на три группы.


В уравнениях (3), (4) через и uj обозначены сигналы управления, вырабатываемые системой управления на основании информации о параметрах {Z}, {У} и преобразуемые в управляющие воздействия -. Для преобразования управляющих сигналов Uj в управляющие воздействия обычно служат системы автоматического регулирования, при которых сигналы uj служат входными, а воздействия yj - выходными сигналами.

Произведенная формализация процесса абсорбции позволяет выявить структуру процесса как объекта управления, определить связи между переменными процесса в статическом и динамическом режимах функционирования объекта, и перейти к решению задача синтеза системы управления.

Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития энергетики», в 2 томах. - Ташкент, ТашГТУ им. Беруни, 2011. Т1 - 246 с., Т2 - 241 с.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????