Введение
1 Аналитический обзор и постановка задачи 12
1.1 Энергопотребление и потенциал энергосбережения газоперерабатывающих предприятий 12
1.2 Анализ методов исследования
1.2.1 Энергетическое обследование предприятия 18
1.2.2 Методы расчета разделения углеводородных газов в ректификационных колоннах 20
1.2.3 Математическое моделирование технологических процессов 1.3 Энергосбережение на предприятиях газовой промышленности 26
1.4 Применение тепловых насосов на предприятиях нефтегазового комплекса 28
1.5 Постановка задачи 37
2 Проведение энергетического обследования и анализ энергопотребления существующих систем переработки газа и конденсата на предприятиях газоперерабатывающей отрасли 38
2.1 Разработка и применение методологии проведения энергетических обследований 38
2.2 Энергетическое обследование и анализ энергопотребления на заводе стабилизации конденсата
2.2.1 Анализ топливно-энергетического баланса СЗСК 40
2.2.2 Общие характеристики блока извлечения изопентана и узла получения пропана 45
2.2.3 Существующая технологическая схема и фактические параметры работы блока извлечения изопентана 46
2.2.4 Разделение широкой фракции легких углеводородов 48
2.2.5 Разделение пентан-гексановой фракции 52
2.2.6 Существующая технологическая схема и фактические параметры работы узла получения пропана (УПП). 54
2.2.7 Анализ системы сбора парового конденсата 57
2.3 Энергетическое обследование и анализ энергопотребления на
газоперерабатывающем и гелиевом заводах 59
2.3.1 Анализ материального баланса газоперерабатывающего комплекса 59
2.3.2 Анализ энергетического баланса газоперерабатывающего комплекса 62
2.3.3 Очистка газа от H2S и СО2. 69
3 Разработка математических моделей расчета процессов газопереработки и тепловых насосов 77
3.1 Моделирование термодинамических и физических свойств углеводородов, теплоносителей и хладагентов. 77
3.2 Моделирование в программной среде Аспен HYSYS 82
3.3 Разработка математической модели и расчета ректификационной колонны в среде программы Аспен 85
3.4 Тепловой баланс ректификационной колонны с тепловым насосом
101
3.5 Разработка математической модели и расчета ректификационных
колонн в среде программы Аспен 105 3.5.1 Моделирование процесса ректификации пентан-гексановой фракции 105
3.5.2 Моделирование процесса ректификации пропан-бутановой фракции 107
4 Оценка энергетической и экономической эффективности применения тепловых насосов 109
4.1 Разработка и применение методологии оценки энергетической и экономической эффективности программы энергосбережения в переработке газа 109
4.2 Повышение энергетической эффективности систем переработки газового конденсата на основе применения тепловых насосов 1 4.2.1 Применение теплового насоса с механической рекомпрессией пара на колонне извлечения изопентана с расчетом потенциала энергосбережения и экономического эффекта 110
4.2.2 Применение ТН на колонне узла получения пропана с расчетом потенциала энергосбережения и экономического эффекта 116
4.2.3 Установка АБХМ для охлаждения изопентана за воздушными холодильниками с использованием тепла парового конденсата с расчетом потенциала энергосбережения и экономического эффекта 118
4.3 Повышение энергетической эффективности систем переработки природного газа на ГПЗ и гелиевом заводе на основе применения ТН 122
4.3.1 Тепловой насос на установке очистки газа 122
4.3.2 Тепловой насос на блоке регенерации гликоля 124
4.3.3 Применение АБХМ на установке осушки газа 127
4.3.4 Применение ТН на установке переработки ШФЛУ 130
Заключение 136
Список литературы 138
