Стабилизация давления в ректификационной колонне транспортабельной газодобывающей станции при получении азота

Виктор Иванович Ряжских, Александр Михайлович Кокарев, Михаил Иванович Слюсарев

Аннотация


Использование в энергоиспользующих установках непрерывного действия процессов и аппаратов с апериодичностью приводит к возмущению термодинамических параметров материальных потоков. Применительно к транспортабельной газодобывающей станции рассмотрена задача стабилизации давления в ректификационной колонне получения жидкого азота с целью повышения эффективности функционирования воздухоразделительной установки при внесении в дроссельный поток питания теплового возмущения, обусловленного переходом адсорберов блока очистки воздуха на параллельный режим работы. На основании производственных испытаний газодобывающей станции ТКДС-100В и имитационного моделирования с использованием разработанного математического описания, реализованного в среде MATLAB/Simulink, установлены закономерности динамики давления в ректификационной колонне получения азота. Обоснован метод стабилизации давления, основанный на временном прекращении отбора дистиллята.


Ключевые слова


энергоиспользующие установки; тепловые возмущения; стабилизация давления; ректификация воздуха; получение азота; имитационное моделирование

Полный текст:

PDF

Литература


Perry R.H, Green D.W. Perry’s Chemical Engineers’ Handbook. McGraw-Hill, N.-Y., 2008. 2728 p.

Wärmeübertragung im Gegenstrom, Gleichstrom und Kreuzstrom. Dr.-Ing. E.h. Helmuth Hausen em. Pro-fessor der Technischen Universität Hannover. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 1976. DOI: 10.1007/978-3-642-88686-7_3

Kirsanov Ju.A. Ciklicheskie teplovye processy i teoriya teploprovodnosti v regenerativnykh vozduho-podogrevatelyakh [Cyclic Thermal Processes and the Theory of Heat Conductivity in Regenerative Airheaters]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2007. 240 p.

Yoon S.Y., Choi B.S., Ahn J.H., Kim T.S. Improvement of Integrated Gasification Combined Cycle Per-formance Using Nitrogen from the Air Separation Unit as Turbine Coolant. Applied Thermal Engineering, 2019, vol. 151, pp. 163–175. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2019.01.110

Chen S., Dong X., Xu J., Zhang H., Gao Q., Tan C. Thermodynamic Evaluation of the Novel Distillation Column of the Air Separation unit with Integration of Liquefied Natural Gas (LNG) Regasification. Energy, 2019, vol. 171, pp. 341–359. DOI: 10.1016/j.energy.2018.12.220

Zaharov M.K., Moiseeva V.D. [Multicolumn Rectification as a Way of Energy Saving at Division the Zeo-tropic of Binary Systems]. Khimicheskaya promyshlennost’ [Chemical Industry], 2003, no. 9, pp. 35–42. (in Russ.)

Arharov A.M., Beljakov V.P. Kriogennye sistemy. T.2. Osnovy proektirovaniya apparatov, ustanovok i sys-tem [Cryogenic Systems. Vol. 2. Bases of Design of Devices, Installations and Systems]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1999. 719 p.

Narinskiy G.B. Rektifikaciya vozdukha [Air Rectification]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1978. 248p.

Kokarev A.M., Gunin A.L., Slyusarev M.I. [Analysis of Work of the Airdividing TKDS-100 В Installation in the Mode of Receiving Liquid Nitrogen] Aviakosmicheskie tehnologii: trudy VIII mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. i shkoly molodykh uchenykh, aspirantov i studentov [Aerospace Technologies. Works VIII International Scientific and Technical Conference and Schools of Young Scientists, Graduate Students and Students]. Voronezh, 2017, pp. 167–172. (in Russ.)

Skogestad S. Dynamics and Control of Distillation columns – a Critical Survey. Modeling, Indentification and Control, 1997, vol. 18, no. 3, pp. 177–217. DOI: 10.4173/mic.1997.3.1

Choe Y.-S. Rigorous Dynamic Models of Distillation Columns. MSE Thesis, Bethlehem, Lehigh Universi-ty, 1985, p. 73.

Roffel B., Betlem B.H.L., de Ruijter J.A.F. First Principles Dynamic Modeling and Multivariable Control of a Cryogenic Distillation Process. Computers and Chemical Engineering, 2000, vol. 24, pp. 111–123. DOI: 10.1016/S0098-1354(00)00313-6

Luyben W.L. Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers. McGraw-Hill, 1999, 741 p.

Zhu G.Y., Henson M.A., Megan L. Low-Order Dynamic Modeling of Cryogenic Distillation Columns Based on Nonlinear Wave Phenomenon. Separation and Purification Thechnology, 2001, vol. 24, pp. 467–487. DOI: 10.1016/S1383-5866(01)00147-2

Khvostov A.A., Zhuravlev A.A., Slyusarev M.I., Vorobyov A.A. [Calculating the Coefficient of Relative Volatility for Nitrogen-Oxygen Mix from Experimental Data]. Novoe v tekhnologii i tekhnike funkcional'nykh produktov pitaniya n aosnov emediko-biologicheskikh vozzreniy: mater. VI Mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. [Nove¬lties in Technology and the Equipment of Functional Food on the Basis of Medicobiological Views: Mater. the VI Mezhdunar. Scientific and Technical Conference]. Voronezh, 2017, pp. 987–991. (in Russ.)

Ramm V.M. Absorbcija gazov [Absorption of Gases]. 2nd ed. Moscow, Himija Publ, 1976. 656p.

Borzenko E.I., Zaytsev A.V. Ustanovki i sistemy nizkotemperaturnoy tekhniki. Avtomatizirovannyy raschet i modelirovanie processov kriogennykh ustanovok i sistem [Installations and Systems of the Low-Temperature Equipment. Computer-Aided Design and Modeling of Processes of Cryogenic Installations and Sys-tems], St. Petersburg, SPbGUNiPT Publ, 2006. 232 p.

Akulov L.A., Borzenko E.I., Novotelnov V.N., Zaytsev A.V. Teplofizicheskie svoystva krioproduktov [Thermophysical Properties of Cryoproducts]. St. Petersburg, Polyequipment Publ, 2012. 243 p.

Romankov P.G., Frolov V.F., Flisyuk O.M. Metody rascheta processov i apparatov himicheskoy tekhnologii [Methods for Design of Processes and Devices in Chemical Industry]. St. Petersburg, Himizdat Publ, 2009. 544 p.

Robert C. Reid, John M. Prausnitz and Thomas K. Sherwood. The Properties of Gases and Liquids. Third Edition. McGraw-Hill, 1977. 688 p. DOI: 10.1002/aic.690240634




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power190301

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.