Новые разработки ОАО «НИПИгазпереработка» в области технологии и оборудования

Новые разработки ОАО «НИПИгазпереработка» в области технологии и оборудования

Докладчик: Литвиненко А.В.Презентация для межотраслевого совещанияСочи, 06.10.2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ПРОПАНОВОЙ ФРАКЦИИ ОТ МЕТАНОЛА ДЛЯ ООО «ТОБОЛЬСК-НЕФТЕХИМ»

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ СПОСОБ ВЫРАБОТКИ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ

ТАРЕЛКИ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦИОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

РЕГУЛЯРНАЯ НАСАДКА И СТРУЙНАЯ ТАРЕЛКА

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

БЛОК ТОНКОСЛОЙНОГО ОТСТАИВАНИЯ С ПЕРЕМЕННЫМ СЕЧЕНИЕМ

2

Определение фазовой диаграммы

Цели:

- определение параметров фазового равновесия

системы пропан-метанол-вода- экспериментальная проверка полученных данных

на ректификационной колонке- разработка математической модели системы

Инструменты:

- ректификационный аппарат КР-1- набор сосудов под давлением- термостат- хроматограф

Результат:

- параметры азеотропных точек (температуры,

давления, концентрации);- коэффициенты распределения компонентов- положение бинодали на фазовой диаграмме- расчетная модель параметров системы для

программного комплекса HYSYS

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ ПРОПАН-МЕТАНОЛ-ВОДА

123

1 СН4О

3Н2О

2С3Н8

12

23

3.2.0 - 2б

3.2.1 - 2б

3.2.1 - 3бВыбор областей дистилляции

ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ РАЗДЕЛЕНИЯ СИСТЕМЫ

1. промывка водой в колонне2. последующая адсорбционная осушка3. регенерация метанола

Классический метод

1. промывка водой в статическом смесителе2. ректификация смеси в неполной колонне с

использованием тепла низкого потенциала, а также теплового насоса или без него

3. регенерация метанола

1. разделение в колонном аппарате с промывкой и расслаиванием в рефлюксной емкости с использованием теплового насоса или без2. регенерация метанола

1. разделение в 4-х колонном комплексе с

варьированием давления и использованием

теплового насоса или без

1. разделение в полной колонне с промывкой рефлюкса в статическом смесителе и расслоением2. регенерация метанола

Методы с использованием

азеотропных свойств системы

вариант 1

вариант 2

вариант 3

вариант 4

вариант 5

Наименование показателяВариант

1Вариант

2Вариант

3Вариант

4Вариант

5

Начальное содержание в пропане, ppm:- метанола- воды

5000

50

5000

50

5000

50

5000

50

5000

50

Конечное содержание в пропане, ppm:- метанола- воды

50

1

50

1

50

1

50

1

50

1

Удельные энергозатраты, квт*ч/т:

- без теплового насоса

- с тепловым насосом

15

-

35

< 5

40

< 10

50

< 25

32

< 5

Стоимость строительства установки,

млн руб.

660 462 594 792 528

Выводы:

1. Наименьший CAPEX у варианта 2

2. Наименьшие OPEX у варианта 5

3. Применение теплового насоса существенно снижает энергопотребление установки

4. Для энергоснабжения установки возможно использование неутилизируемого тепла с

низким потенциалом, что повысит индекс энергоэффективности предприятия

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВАРИАНТОВ РАЗДЕЛЕНИЯ

Преимущества: • высокая степень очистки; • простота технологической схемы;• низкий CAPEX;• низкие OPEX;• возможность использовать неутилизируемое тепло предприятия (с низким потенциалом)

Очищенный и осушенный пропан: метанол – 50 ppm, вода - 1 ppm

К-1

Т-4 Т-1

С-1

Пропан неочищенный и неосушенный: метанол - 0,5%, вода - 50 ppm

Теплоноситель

Т-2

Водо-метанольная смесь на разделение

Вода из системы регенерации метанола

Т-3

ПРОЕКТ ТЕХНОЛОГИИ АЗЕОТРОПНОЙ ОЧИСТКИ ПРОПАНОВОЙ ФРАКЦИИ ОТ МЕТАНОЛА ДЛЯ ООО «ТОБОЛЬСК-НЕФТЕХИМ»

Мероприятия по разработке технологии:

• изучение фазового равновесия системы пропан-метанол-вода;• разработка технологической схемы на уровне изобретения

Ожидаемый результат:

• уменьшение сроков проектирования и строительства;• снижение капитальных затрат на строительство установки;• высокая надежность и низкие затраты на обслуживание и ремонт;• повышение энергоэффективности предприятия за счет использования источников тепла с низким потенциалом;• продажа лицензии








7

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭТАНА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЯНОГО ГАЗА

На действующих заводах этановая фракция вырабатывается на НТКР Минибаевского ГПЗ и НТК Нефтегорского ГПЗ

8

В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ

На большинстве производств не выделяется из нефтяного газа

В ПЕРСПЕКТИВЕ

Выработка этановой фракции и ее химическая переработка

БЛОК-СХЕМА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ГАЗА

9

Узел охлаждения нефтяного газа

Низкотемпе-ратурный сепаратор

Турбодетандер

ДеметанизаторУзел деэтанизации

или выработки этановой фракции

Известная схема узла выработки этановой фракции

Схема узла выработки этановой фракции, разработанная

ОАО «НИПИгазпереработка»

СПОСОБ ВЫРАБОТКИ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ, РАЗРАБОТАННЫЙ ОАО «НИПИГАЗПЕРЕРАБОТКА»

10

Х-1

Т-1теплоноситель

пропан

Н-1

Е-1

К-1Фракция С2+выше

ШФЛУ

Этановая фракция

Х-1


пропан

Н-1

Е-1


ШФЛУ


Температура выше -30 СДавление 2,7 МПа (изб.)

Температура -30 СДавление 1,2 МПа (изб.)

Т-2

Наименование показателя Известная схема

Предлагаемая схема

Разница, %

Нагрузка на пропановый испаритель, кВт

3 594 3 070 14,6

Нагрузка на рибойлер, кВт 3 287 2 127 35,3

Давление в этановой колонне, МПа (изб.)

2,6 1,2 -

Максимальный расход паров в этановой колонне, м3/час:

на тарелках выше питания 67,4 36,6 45,7

на тарелках ниже питания 69,8 22,1 68,3

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ УЗЛА ВЫРАБОТКИ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ

11

Известная схема Предлагаемая схема

КАПИТАЛЬНЫЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАТРАТЫ ПРОЦЕССА ВЫРАБОТКИ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ

12

Ориентировочные капитальные затраты

53 470 тыс. руб 38 720 тыс. руб

меньше на 27,6 %

Ориентировочные эксплуатационные затраты (на электроэнергию и топливный газ)

47 945 тыс. руб/год

39 779 тыс. руб /год

меньше на 17,0 %

Известная схема Предлагаемая схема

РЕКОНСТРУКЦИЯ УЗЛА ВЫРАБОТКИ ЭТАНА ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ ТРЕБУЕМОГО ДАВЛЕНИЯ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ

13

Х-1


пропан

Н-1

Е-1


ШФЛУ


Х-1


пропан

Н-1

Е-1


ШФЛУ


Т-2

Замена всего оборудования узла выработки этановой фракции Замена

Дооборудование

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРЕДЛАГАЕМОЙ СХЕМЫ УЗЛА ВЫРАБОТКИ ЭТАНОВОЙ ФРАКЦИИ

Меньшие капитальные затраты Меньшие эксплуатационные затраты Меньшие затраты на реконструкцию узла при увеличении

требуемого давления этановой фракции

14








15

- увеличение производительности по газу

деметанизаторов установок НТК

Няганьгазпереработка, Губкинского ГПК,

Южно-Балыкского ГПК и др. на 25…30%

- увеличение выработки ШФЛУ на 3…7%

ТАРЕЛКИ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦОИННЫМИ СТУПЕНЯМИ

CРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТАРЕЛКИ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ СЕПАРАЦОИННЫМИ СТУПЕНЯМИ

Наименование показателя

Деметанизатор установки НТК с турбодетандером

Разница, %

ситчато-клапанные массообменные тарелки

массообменными тарелками с

центробежными сепарационными

ступенями

Производительность установки НТК, млрд. м3/год

1,5 -

Диаметр, мм 2 000 1 600 25

Высота, мм 16 800 16 800 0

Масса, кг 21 000 12 600 40








18

-повышение производительности

массообменных аппаратов на 5…15 %

- снижение гидравлического

сопротивления на 10…45 %- высокая эффективность разделения

-простота конструкции

- изготовление методом штамповки









20

Создан на основе:• Моделирования гидродинамики движения двухфазного потока в поле центробежных сил • Моделирования пленочных течений и эффективного вывода жидкости из сепарационного элемента • Оптимизации технологических параметров работы для достижения максимальной эффективности разделения • Проверки и отработки решений в ходе стендовых испытаний на лабораторной базе института

Основные преимущества: • Повышенная эффективность за счет подавления вторичных процессов• Расширенный диапазон эффективной работы за счет новых решений по отводу пленок жидкости• Пониженное гидравлическое сопротивление• Увеличение производительности и сокращение стоимости проектируемых сепараторов• Простота монтажа• Стойкость к загрязнениям• Не требует обслуживания• При больших изменениях по производительности (в меньшую сторону) возможен демонтаж части элементов в сепараторе.


СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗОСЕПАРАТОРА С ЦЕНТРОБЕЖНЫМ СЕПАРАЦИОННЫМ ЭЛЕМЕНТОМ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

с центробежным сепарационным элементом

нового поколения

DxH = 2400х7600

m = 7200 кг

с центробежным сепарационным

элементом по ТУ 3615-007-00142300-2003

DxH = 3000х7600

m = 10800 кг

4 шт. газосепаратор сетчатый по

ТУ 3683-031-00220322-04

DxH = 2000x6260

m = 4950 кг х 4 шт.= 19800 кг

Сепаратор С-201 для КС-3 Нижневартовского ГПК








23

1. Более высокая эффективность

2. Больший диапазон эффективной работы

3. Значительное сокращение массогабаритных характеристик и стоимости проектируемых сепараторов

4. Простота монтажа

5. Простота очистки

d

01ос

3

.ост dd)d(N6

)Vh

х)d(V1(d

)х(

Новый блок переменного

сечения

Предыдущие разработки

Гравитационное отстаивание

Исследования:1. Гидродинамика

2. Структура многофазных потоков и взаимодействие фаз

3. Пленочные течения

4. Седиментация

5. Компоновочные решения

Преимущества:Основное уравнение модели процесса

осаждения


0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Расход смеси, дм3/ч

Ост

ато

чн

ое

сод

ерж

ани

е "з

агр

язн

ите

ля

", г

/м3

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Documents

Новые разработки ОАО «НИПИгазпереработка» в области технологии и оборудования