Жур. Н.Г. технологии статья Ряховского стр.22
.pdf
UPSTREAM |
РАЗВЕДКА |
в нашем распоряжении технологий и того опыта и |
запасов становится все более технически сложной, |
знаний, которые мы надеемся в дальнейшем разви- |
такие инновационные решения как MERLIN+ яв- |
вать и совершенствовать в сотрудничестве и взаимо- |
ляются весьма существенным вкладом в деле под- |
действии с клиентами нашей компании», – говорит |
держания конкурентных преимуществ. Пополнение |
Sophie Zurquiyah, старший исполнительный вице- |
обширного портфеля компании Robertson, включаю- |
президент подразделения Геологии, Геофизики и |
щего мультиклиентские решения в области глобаль- |
оценки Резервуара компании CGG. |
ных и региональных геологических исследований, |
ROBERTSON: ЗАВЕРШЕНИЕ ПЕРВОЙ ФАЗЫ |
новой уникальной программной системой, предна- |
значенной для решения широкого круга прогнозных |
|
ИННОВАЦИОННОГО ПРОЕКТА MERLIN |
задач, открывает дверь к решению главных задач |
Международная компания CGG объявила о том, |
стоящих перед отраслью, таких как разведочные |
что входящая в ее состав компания Robertson, спе- |
работы в пределах слабо изученных бассейнов. |
циализирующаяся в области геологии, геофизики |
Данный проект, наряду с другими продуктами и |
и исследований и разработки коллекторов, завер- |
услугами, которые имеет в своем распоряжении |
шила первую стадию работ по проекту MERLIN+, |
компания CGG, поможет позиционировать себя как |
начатого в апреле 2012 г., связанного с разработкой |
партнера выбора, способного обеспечить решение |
методов прогнозирования нефтематеринских пород |
ключевых задач в области геолого-геофизических |
и фациальной принадлежности коллекторских по- |
исследований, стоящих в настоящее время перед |
род. Теперь участники данных исследований могут |
нашей отраслью. |
получить реальные коммерческие преимущества на |
КЛАДОВЫЕ СЕВЕРНОГО МОРЯ: |
основании отчетных материалов по данному про- |
|
екту, основной замысел которого состоял в том, |
ОБНОВЛЕНИЕ МУЛЬТИКЛИЕНТСКОЙ БАЗЫ ДАННЫХ |
чтобы повысить успешность разведочных работ в |
ПО РЕГИОНУ СЕВЕРНОГО МОРЯ |
пределах отдельных, еще не охваченных обследова- |
CGG приступила к крупномасштабному проекту |
нием участков, или же относительно неизученных |
по обработке сейсмических данных c использовани- |
бассейнов. |
емпроцедурыглубинноймиграциидосуммирования, |
MERLIN+ предоставляет в распоряжение уни- |
предназначенногоулучшитькачествоинтерпретации |
кальные, апробированные средства для снижения |
данных 3D-сейсмических съемок, проводившихся с |
уровня разведочных рисков, путем интеграции под- |
использованием больших выносов, для района Ко- |
ходов, применяемых в плитотектонических рекон- |
нерстон. В данном проекте будут учтены все сильные |
струкциях (Plate WizardTM), глобальных баз данных |
стороны мультиклиентской базы данных по указан- |
и детального палеогеографического картирования, |
ному району, расположенному в центральной части |
используемого в задачах моделирования различных |
Северного моря. При обработке сейсмоданных, для |
природных систем, для прогноза ключевых |
обеспеченияпостроенияболееточнойанизотропной |
характеристик нефтегазоносных систем. |
скоростной модели, калибровка которой осуществ- |
MERLIN+ основывается на базе данных и мето- |
ляется с привлечением данных более чем 120 сква- |
дологическом аппарате, реализованных компанией в |
жин пробуренных по всей территории центральной |
рамках первоначального проекта MERLIN, начатого |
части Северного моря, используется фирменная |
в 2007 г., и обеспечившего возможность решения |
технология компания CGG послойной сейсмичес- |
задачи прогнозирования географического распро- |
кой томографии TomoML. Для расширения ширины |
странения нефтематеринских пород в глобальном |
полосы частот и повышения уровня разрешающей |
масштабе. Результаты сопоставления полученных |
способностисейсмическихданных,регистрируемых |
прогнозных оценок с уже имеющимися в распоря- |
с использованием стандартных технологий, также |
жении исследователей данными о распространении |
предполагается воспользоваться последними разра- |
и свойствах этих пород указывают на то, что точ- |
ботками CGG в области подавления волн-спутников, |
ность получаемых оценок составляет более 80 %, обе- |
обеспечивающими получение сопряженных, широ- |
спечивая необходимый для задач прогнозирования |
кополосных, мигрированных по глубине наборов |
нефтематеринских фаций уровень достоверности, |
сейсмоданных. |
как для случая традиционных, так и нетрадиционных |
Вслед за успешным применением технологии |
источников углеводородного сырья. |
BroadSeisTM, в которой величина заглубления стриме- |
Помимо основного четырехлетнего рабочего |
ра может изменяться в процессе съемки, на участке |
периода, для окончательного завершения проекта |
Q29PH1, где в 2011 г. проводились мультиклиентс- |
MERLIN+, потребуется еще ряд дополнительных |
кие съемки, компания CGG продолжает расширять |
стадий. Sophie Zurquiyah, старший исполнительный |
сферу охвата уже покрытых мультиклиентскими, |
вице-президентподразделенияГеологии,Геофизики |
широкополосными съемками областей в Северном |
и оценки Резервуара компании CGG, считает, что |
море. Для того чтобы увеличить площадь покрытия |
«поскольку задача выявления новых рентабельных |
данными 3D-съемок в пределах квадрантов 29, 30 |
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
|
№9 • сентябрь 2013 |
49 |
Т Е Х Н О Л О Г И И |
UPSTREAM |
РАЗВЕДКА |
и 38 данного района Северного моря на 5500 км2, |
ориентированных в широтном направлении. Пу- |
проводятся съемки в пределах участка Q30PH7; при |
тем объединения полученных данных с данными |
проведении работ здесь используются технологии |
предшествующих съемок в районе Конерстон, |
BroadSeis и BroadSourceTM. Целью использования |
проводившихся по профилям, ориентированным |
технологии BroadSeis является повышение качества |
в меридиональном направлении, обеспечивается |
построенияизображенийдлятонкослоистых,илиже |
возможность совместной обработки таких разно- |
имеющих сложное геологическое строение, форма- |
азимутальных данных в пределах тех участков, где |
ций, встречающихся в пределах южной части гра- |
имеет место перекрытие, повышение качества по- |
ницы Центрального грабена, начиная от отложений |
строения изображения глубинных частей разреза, |
каменноугольного-пермского и юрского возраста |
сложно построенных или разбитых разрывными |
и вплоть до целевых объектов, располагающихся в |
нарушениями структур. |
приповерхностной части разреза в толще палеоге- |
Благодаря тому, что в распоряжении CGG име- |
новых отложений. |
ются данные сейсмических 3D-съемок, охватыва- |
Компания подготовила также масштабную про- |
ющих площадь болен 35 000 км2, и несомненным |
грамму 3D-сейсмических исследований в преде- |
достоинством которых является то, что эти данные |
лах участка Q30PH8, основной целью которой |
характеризуются широким частотным диапазо- |
является покрытие съемкой глубоководной части |
ном регистрируемого сигнала, обработаного с |
центрального грабена, где основной интерес могут |
использованием передовой технологии глубинной |
представлять ловушки углеводородов, характе- |
миграции до суммирования, причем часть этих |
ризующиеся критическим давлением и темпера- |
данных была собрана и, затем, обработана, на |
турой (pressure, temperature – PT). Работы здесь |
ортогональной системе профилей наблюдений, |
предполагается спроектировать таким образом, |
мы можем предложить эту высококачественную |
чтобы получить оптимальное освещение целевых |
базу 3D-сейсмических данных, охватывающую |
объектов расположенных как в глубинной, так и |
район Центрального грабена и часть сопредельных |
в поверхностной части разреза. Так же как и в |
с ним территорий тем компаниям, целью которых |
случае исследований на участке Q30PH7, данная |
является выявление еще не открытых запасов |
съемка будет проводиться по системе профилей |
углеводородов в недрах Северного моря. |
КИТАЙ И ПАКИСТАН: ПЛАНЫ СТРОИТЕЛЬСТВА
ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
Пакистан и Китай рассмотрят |
стран рассмотрят предложение о |
собностью 22 млн т/год, сдача в |
варианты строительства газопро- |
строительстве нефтепровода. |
эксплуатацию которого заплани- |
вода в рамках экономического ко- |
Приблизительно таким же об- |
рована на 2014 г. |
ридора между двумя странами. |
разом развивалось сотрудниче- |
Маршрут магистрального не- |
Согласно проекту, Пакистан |
ство между Китаем и Мьянмой. |
фтепровода начнется от нефте- |
будет ежедневно импортировать |
Сначала был построен магистраль- |
терминалов глубоководного порта |
26,5 млн м3 газа. Ожидается, что |
ный газопровод от месторождения |
Кияк Фу в Мьянме в Бенгальском |
Китай и Пакистан подпишут мемо- |
Шве на шельфе Бенгальского за- |
заливе. Согласно проекту, средняя |
рандум о взаимопонимании в отно- |
лива до провинции Юньнань на |
пропускная способность газопро- |
шении экономического коридора, |
юго-западе Китая, по которому с |
вода составит 26,5 млн м3/сут, при |
утвержденного обеими сторонами. |
середины 2013 г. китайская ком- |
этом она может быть увеличена до |
От портового города Гвадар (Па- |
пания CNPC начала получать газ |
35 млн м3/сут. |
кистан) планируется проложить |
в объеме 12 млрд м3/год. В настоя- |
Иран также выразил заинте- |
газопровод в Западный Китай. |
щее время ведется строительство |
ресованность проложить в Китай |
Помимо этого представители двух |
нефтепровода пропускной спо- |
свой трубопровод. |
|
|
|
|
|
НЕФТЕГАЗОВЫЕ |
50 |
№9 • сентябрь 2013 |
|
Т Е Х Н О Л О Г И И |
ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛУГИ В ОБЛАСТИ
ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ –
WWW.PROCESSENGR.COM
Процесс проектирования
Моделирование процессов/Моделирование
Техническая поддержка
Безопасность процессов
2012 – ЕЩЕ ОДИН РЕКОРДНЫЙ ГОД ДЛЯ PROCESS ОБЗОР ПОСЛЕДНИХ ПРОЕКТОВ
Разработка процесса получения пластмасс на основе пиролиза для завода
по производству синтетического топлива
Техническая поддержка процесса контроля радиоактивных жидких отходов
Завод по производству биодизельного топлива: оценка и введение в эксплуатацию
Разработка процесса дистилляции реактивного топлива
Проект извлечения тепла для специализированного завода
по производству химических продуктов
Программа проектирования химического завода PSM/RMP
Новые представительства
2012 – ЕЩЕ ОДИН РЕКОРДНЫЙ ГОД ДЛЯ PROCESS!
Компания PROCESS продолжает развиваться. Благодаря созданию постоянной клиентской базы компания пополнила список новых клиентов. В 2012 г. рост компании PROCESS составил 23 %. Мы объясняем этот успех высококвалифицированными инженерами-химиками, которые обеспечили компании высокую репутацию благодаря качеству выполнения операций и гибкости и эффективности реализации как крупных, так и небольших проектов.
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
|
№9 • сентябрь 2013 |
51 |
Т Е Х Н О Л О Г И И |
Другие достижения компании PROCESS в 2012 г. включают следующее.
Завершение примерно 90 различных проектов.
Был пополнен список новых клиентов, включая:
–Clean Harbors Environmental Services
–Evonik-Degussa
–MultiChem – Halliburton Energy Services
–POET
–Valero Refining
–McNeil-PPC, Inc. (a Johnson & Johnson company)
PROCESS готова извлечь преимущества из восстановившегося промышленного роста. Компания взяла на себя обязательства продолжать логическое и устойчивое развитие в соответствии с ростом экономики. Поскольку клиенты компании по-прежнему нуждаются в процессе поддержки, мы будем готовы эффективно выполнять их заказы и осуществлять технологические процессы, которые обеспечат им конкурентные преимущества.
ПОСЛЕДНИЕ ПРОЕКТЫ
Разработка процесса получения пластмасс на основе пиролиза для завода по производству синтетического топлива. Клиенты, лицензированные поставщики ключевых технологий разработали процесс, называемый «Синергизм побочных продуктов» и подписали контракт с PROCESS на разработку процесса FEL-2 для завода по производству синтетических топлив для получения из отходов пластмасс полноценной нефти, которая будет продаваться на нефтеперерабатывающие заводы как синтетическая сырьевая смесь. После завершения и изучения документации FEL-1, которое включало основное моделирование процесса и схему процесса, компания PROCESS разработала также пакет документации FEL-2, который включал следующее.
Обновление PFD в соответствии с изменениями процесса моделирования
Трубопроводы и диагностическое оборудование
Оборудование и спецификации
Описание процесса контроля
Список оборудования, инструмента и клапанов
Операционные сметы
Системы оценки эмиссии
После завершения этого проекта, компания PROCESS подписала контракт с клиентом, чтобы продолжить разработку проекта FEL-3, включая P&ID и PFD, технологическое проектирование инженерных систем, привлечение поставщиков, внесение предложений по основному технологическому оборудованию, разработка модели системы, содействие и участие в процессе анализа рисков (process hazards analysis – PHA), а также подготовка предварительного бюджета.
Техническая поддержка процесса контроля радиоактивных жидких отходов. С расширением штата сотрудников компания PROCESS приступила к разработке проектов по переработке радиоактивных жидких отходов в попытке очистки и выведения из эксплуатации крупных резервуаров для хранения отходов. Большое количество ядерных отходов с целью обеспечения национальнойбезопасностииреализациинаучныхимедицинскихпрограммвнастоящеевремя
хранится в больших резервуарах.
Шлам, твердые соли и растворы, содержащие в своем составе плутоний, америций, стронций и цезий должны быть удалены из резервуаров для отделения из их состава высоко активных компонентов. Перед выводом из эксплуатации пустые резервуары должны быть очищены до приемлемого уровня загрязнения путем заполнения специальным раствором. Различные химические составы и конфигурации резервуара диктуют способы применения многочисленных процессов/оборудования
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
52 |
№9 • сентябрь 2013 |
|
Т Е Х Н О Л О Г И И |
для безопасного и эффективного удаления отходов и последующей эксплуатации. В частности, задачи PROCESS включают следующее.
Обеспечение технической взаимосвязи между клиентом и поставщиком технологий с целью инновационного усовершенствования технологии химической очистки на этапе концептуального и предварительного проектирования до внедрения технологии на местах
Разработку подробной проектной документации и выполнение гидравлических расчетов с целью реализации необходимых изменений для удаления скопления солей в определенных резервуарах для хранения отходов. Отложения солей образуются за годы хранения отходов за счет испарения и охлаждения соляного раствора, содержащегося в различных резервуарах
Разработку подробной проектной документации с целью реализации необходимых изменений и удаления остатков и жидкости в резервуаре для хранения отходов. Отложения включают как жидкий раствор соли, так и твердый осадок соли на дне резервуара
Подготовку предварительного теплового потока и соблюдение требований к воздушной вентиляции
врезервуарах, которые планируется использовать в качестве резервуаров для хранения радиоактивных отходов. Эти усилия направлены на поддержку применения метода сухого хранения отработанного ядерного топлива
Обеспечение исследования целостности поверхности теплообменников на объектах по переработке отходов. Использование расчетов системы передачи тепла, оценка производственных потерь в результате недостаточной теплопередачи
Завод по производству биодизельного топлива: оценка и введение в эксплуатацию. После приобретения нового завода по производству биодизельного топлива, проект которого был завершен лишь отчасти, один из клиентов компании обратился к специалистам PROCESS. Первоначальный проект завода включал размещение трех основных технологических установок.
Установки по производству биодизеля – основной процесс этерификации, очистки метилового эфира, очистки глицерина и восстановления метанола.
Установки предварительной обработки – физической и химической очистки
Десорбер жирных кислот
Назначение завода заключалось в максимизации гибкости обработки широкого спектра исходного сырья в том числе очищенных и неочищенных растительных масел (таких как масло сои и рапса), животных жиров и масел, использующихся для приготовления пищи. Чтобы выполнить обработку более низкосортного исходного сырья (некоторых животных жиров) была разработана новая технология предварительной ферментативной этерификации. Долгосрочный план модернизации включал интеграцию модифицированной установки предварительной обработки и установки по производству биодизельного топлива в новую установку, в которой используется ферментативный процесс этерификации.
Компания PROCESS содействует клиенту, обеспечивая следующие услуги.
Независимое исследование/оценку модифицированной установки предварительной обработки, что позволит использовать животные жиры для производства метилового эфира (биодизеля)
Оценку запуска процесса предварительной обработки, чтобы достичь большего времени непрерывной обработки и соответствия спецификациям продукта
Разработка процесса дистилляции реактивного топлива. Один из клиентов компании производит различные автоматизированные системы, включая автоматизированную систему управления дистилляционной установкой. Для этого проекта компания PROCESS заключила контракт на разработку процесса и проектирование конструкции колонны для дистилляции смеси изо-алканов и JP-8 – реактивного топлива, предназначенного для реактивных самолетов. Основные требования к сепарации
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
|
№9 • сентябрь 2013 |
53 |
Т Е Х Н О Л О Г И И |
заключались в увеличении температуры вспышки кубовых продуктов выше определенной точки и одновременной минимизации количества дистиллята. Другие критические параметры включают высоту колонны (из-за ограничения пространства)идавлениявколонне(засчетимеющегосядавленияподачипарав ребойлер). Были разработаны различные процессы моделирования, чтобы обеспечивать информацию, необходимую для проектирования ректификационной колонны. Следует учитывать важность процесса и информацию, необходимую для проектирования ребойлера, конденсатора, вакуумного насоса и различных теплообменников. С тем чтобы безопасно начать эксплуатацию, выполнять операции, осуществлять управление процессами, а также завершать работу наряду с последовательностью операций, предусмотрен контроль процессов и параметров приборов (данных и рабочих диапазонов) с использованием прог-раммируемого логического контроллера.
Проект извлечения тепла для специализированного завода по производству химических продуктов.
Конечным клиентом является глобальная специализированная химическая компания, которая косвенно через международные и инжиниринговые компании заключила контракт с PROCESS, чтобы оценить рентабельность технологии FEL-2 с точки зрения сооружения в Европе завода по производству алкоксилированных поверхностно-активных веществ. Компания PROCESS будет выступать в качестве субподрядчика при выполнении оценки технологической системы подачи пара, чтобы снизить потребление пара.
PROCESS ставила перед собой конкретные задачи, включая следующее.
Основное проектирование
Концептуальное проектирование – существующий процесс. Процесс алкоксилирования, происходящий при среднем давлении пара при предварительном нагреве жирных спиртов от 40 до 170 °C
Процедуру расчета – разработку и модернизацию с помощью лицензированной компьютерной имитационной модели упрощенного сетевого теплообменника для сравнения с базовым вариантом
Новое оборудование – новое оборудование для предлагаемых изменений процесса включает подогреватели (тарелки ректификационной колонны и теплообменники), системы вспышки, приемники конденсата, приемники горячей воды, насосы для конденсата, насосы для горячей воды
По сравнению с базовым вариантом, максимальный проектный расход пара для рекуперации тепла снизился на 24 % (2000 кг/ч). Это привело к прогнозируемой экономии. Кроме того, было разработано три модели процесса (PFD), изображающих изменения процесса.
Программа проектирования химического завода PSM/RMP. PROCESS подписала контракт с производителем из США химической продукции на разработку системы управления безопасностью процесса и создание программы управления рисками химического производства.
Проект включал в себя следующие этапы.
Разработку руководящей программы
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
54 |
№9 • сентябрь 2013 |
|
Т Е Х Н О Л О Г И И |
Определение ограничений на предприятии, в том числе идентификацию расположения всех систем управления безопасностью процесса (process safety management – PSM) и программ управления рисками (risk management program – RMP), охватывающих химикаты
Выполнение анализа рисков всех аспектов процесса
Выполнениеанализауровнябезопасности(safetyintegrity level – SIL всех аспектов процесса
Разработку операционных процедур в нормативном совместимом формате
Разработку P&ID и PFD всех аспектов процесса
Построениетаблицыэксплуатационныхограниченийбезопасностиспоследовательностьюотклонений
икорректирующих действий
Создание максимально допустимых запасов
Выполнение основных расчетов для всех значений давления на всем предприятии
Подготовку документации по системам управления с целью технологической безопасности информации
Разработку спецификаций к требованиям безопасности для всех SIL
Разработку проектной документации к системам вентиляции зданий
Разработку процедур управления изменениями и предпусковых операций
Проведение сеансов обучения со всем производственным персоналом по изучению PSM и MOC/PSSR
Проведение тренинга для всех инженеров и менеджеров по Стандартам ISA S84.00.01-2004 для систем обеспечения безопасности
Проведение тренинга для всех инженеров и менеджеров по системам управления изменениями
НОВЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВА
Региональное представительство на побережье Мексиканского залива, Дафна, Алабама
Виюле 2012 г. компания PROCESS открыла представительство на побережье Мексиканского залива
вДафна, Алабама с целью эффективного обслуживания клиентов региона. В настоящее время в представительстве работают два очень опытных инженера по химическим процессам; штат планируется расширять и далее.
Mike Sessions, P.E. (магистрвобластихимическогомашиностроения,TennesseeTechnologicalUniversity,1985) работаетнадолжностибизнес-менеджерагруппыиглавноготехнолога.Г-нSessionsимеет26-летнийопытвобласти проектирования,моделированияпроцессов,расширениямасштабовосновныхопераций,устранениянеполадок иуправления,атакжевобластиописанияивводавэксп- луатациюширокогоспектраконтрольно-измерительной
аппаратуры и управления. Ранее г-н Sessions работал
втаких компаниях, как UOP, Tate & Lyle, McNeil Nutri-
tionals (a Johnson & Johnson Company), Amoco Chemical и Dow Chemical.
Louis Herrington Р.Е. (бакалавр в области химических технологий,UniversityofCalifornia,Berkeley,1961),работает на должности главного технолога. Г-н Herrington имеет 49-летнийопытвобластипланирования,проектирования, наладки, ввода в эксплуатацию и устранения неполадок различных органических и неорганических химических процессов, а также различных систем теплового окисле-
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
|
№9 • сентябрь 2013 |
55 |
Т Е Х Н О Л О Г И И |
ния, управления установками и безопасности технологических процессов. Ранее г-н Herrington работал в таких компаниях, как Stauffer Agricultural Chemicals and Walk, Haydel & Associates
Process Engineering Associates, LLC
25353 Friendship Road, Suite B Daphne, AL 36526 info@processengr.com
Региональное представительство на побережье Тихого океана, Ричард, Вашингтон
В декабре 2012 г. PROCESS открыла представительство в штате ВашингтонсцельюэффективногообслуживанияклиентовТихоокеанскогопобережья.Внастоящеевремявпредставительствеработают два очень опытных инженера в области химических процессов и штат будет расширяться и далее, как это диктуется потребностями клиентов в регионе. Представительство удобно расположено поблизости от ядерного полигона Hanford, где планируется наладить процессинженерногообеспечения,посколькукомпанияимеетзначительный опыт в ядерных процессах. PROCESS также планирует обслуживать региональных клиентов и нефтегазовые рынки.
Steven A. (Steve) Davis (магистр в области химических технологий, Colorado School of Mines, 1976) и имеет 35-летний опыт в области планирования, имитационного моделирования, проектирования и поддержки операций, а также непрерывных химических процессов в том числе радиоактивных отходов, производства резины, горючих сланцев, нефтеносных песков, угля, газификации нефтяного кокса и других процессов, а также систем управления технологическими процессами.
J. P. (Pete) Sederburg, главный технолог (бакалавр в области химических технологий, Oregon State University, 1987) с 25-летним опытом работы в области проектирования, эксплуатации, устранения неполадок и управления, различных периодических и непрерывных химических процессов, том числе научных исследований и в области разработки систем борьбы с загрязнением.
Process Engineering Associates, LLC
404 Catskill Road Richland, WA 99354 info@processengr.com
Представительство в Пенсильвании.
В апреле 2013 г. PROCESS открыла восточное региональное представительство.Ранеепредставительствобылорасположено в Боуэртаун, Пенсильвания. В новом представительстве будет работать 9 сотрудников (8 инженеров-химиков, 1 старший техник) и предусмотрено место для размещения дополнительного персонала, что обусловлено расширением проектов.
Process Engineering Associates, LLC
1831 Swamp Pike, Suite 100 Gilbertsville, PA 19525 info@processengr.com
PROCESSпредлагаетполныйспектруслугProcessDesignиProcessSafetyServicesповсемумиру.Нашиуслуги включают в себя концептуальные процессы проектирования и моделирования, технико-экономическое обоснование, фронтально-техническое проектирование, устранение узких мест, оптимизацию процесса, обучение безопасности технологических процессов, разработку программ безопасности, выполнение оценки рисков и другие услуги, предназначенные для удовлетворения потребностей наших клиентов.
Для получения более подробной информации посетите сайт компании: www.ProcessEngr.com.
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
56 |
№9 • сентябрь 2013 |
|
Т Е Х Н О Л О Г И И |
DOWNSTREAM ТЕХНОЛОГИИ
ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ: |
|
p q |
|
ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ РЕШЕНИЯ |
PETROLEUM TECHNOLOGYt QUARTERLY |
ИНЖЕНЕРНЫХ ЗАДАЧ |
|
|
Bhattacharya D., Chittibabu H., Mumm J., Valappil J., Bechtel
Динамическое моделирование может использоваться для решения инженерных задач, которые требуют глубокого понимания переходных процессов
Динамическое моделирование является общепри- |
нарное моделирование. Например, разработано два |
знанным,хорошоизвестныминструментомдляоценки |
гипотетических варианта (Вариант А и Вариант В), и |
и понимания переходных физических и химических |
каждый этот вариант представляет собой различные |
процессов.Традиционнодинамическоемоделирование |
рабочие условия для одного и того же процесса. Ста- |
используется при проектировании тренажеров для об- |
ционарная модель сможет прогнозировать условия для |
учения операторов (operator training simulator – OTS), |
любого варианта А или В, но не будет проливать свет |
нопоследняямодернизацияиинформированностьспо- |
на промежуточные условия в переходных состояниях |
собствовалитому,чтовнастоящеевремяакцентставит- |
процесса от А до В. Динамическая модель, с другой |
ся на использование динамического моделирования в |
стороны, будет прогнозировать всю траекторию про- |
качестве инструмента технологического проектирова- |
цесса по мере перехода от Варианта А к Варианту В. |
ния.Профессионалывсференефтеперерабатывающей |
Традиционно периодические и полунепрерывные про- |
промышленностивсегдазнали,чтодинамическиевзаи- |
цессы рассматривались в качестве привлекательных |
модействиявобластипереносатепла,массыиимпульса |
вариантов для динамического моделирования (различ- |
неполностьюохватываютсястационарнымимоделями |
ныепереходныеусловия).Мызнаем,чтонепрерывные |
процесса. Улучшенные динамические модели обеспе- |
процессы претерпевают ряд ситуаций переходного |
чивают точное представление о реальных переходных |
режима в ответ на ежедневные проблемы, вызванные |
характеристикахжидкостей,катализаторов,управлении |
климатическими событиями, оборудованием, система- |
и оборудовании. Очевидные преимущества включают |
миуправления,ситуациямипускаинеполнойзагрузки, |
прогнозирование конструктивных ограничений в ши- |
а также человеческим фактором. Влияния нарушений |
роком рабочем диапазоне эксплуатационных показа- |
непрерывного процесса не менее значительны, чем |
телей и общую проверку конструктивного решения с |
влияния, связанные с прерывистыми процессами. |
точкизренияпроизводительности,работоспособности |
В настоящее время компания Bechtel широко ис- |
и безопасности. |
пользует динамическое моделирование в качестве тех- |
Динамические модели процессов используются |
ническогосредствадляпроектированиятрубопроводов, |
для реализации различных альтернативных сцена- |
а также на газоперерабатывающих и нефтеперераба- |
риев с незначительными модификациями. В сце- |
тывающих заводах. Динамическое моделирование раз- |
нариях сброса давления, например, динамическая |
вивалось для обеспечения значительной работоспособ- |
модель может использоваться для оценки различ- |
ности, безопасности и финансовых преимуществ для |
ных ситуаций сброса давления, таких как пожар, |
процессов по сжижению природного газа. Компания |
закупорка выходного отверстия насоса, перебои с |
Bechtel провела несколько исследований и анализов, |
подачей энергии, выход реакции из-под контроля |
включая: |
или проблемы с регулирующим клапаном. С помо- |
исследования компрессора, в том числе конст- |
щью планирования событий различные сценарии |
рукции антипомпажной системы и расчеты баланса |
нарушений процесса могут быть запрограммированы |
давления; |
в одной и той же модели, а затем выполнены отдель- |
анализ пуска, неполной загрузки и условий низ- |
но. Планирование событий является стандартной |
кого расхода; |
функцией промышленных программ динамического |
анализ пуска газовой турбины или двигателя; |
моделирования. |
анализ системы топливного газа; |
Несмотрянато,чтостационарныемоделимоделиро- |
конструкция системы сброса давления и раз- |
ванияпрогнозируютдискретныеусловияпроцесса,они |
герметизации; |
не могут оценить широкий диапазон потенциальных |
входной анализ характеристик управления га- |
переходных условий, которые игнорируют стацио- |
зофракционирующей установкой или СПГ; |
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
|
№9 • сентябрь 2013 |
57 |
Т Е Х Н О Л О Г И И |
DOWNSTREAM |
ТЕХНОЛОГИИ |
Компрессор рециркулирующего газа
Реактор
Сырье
Клапан сброса давления
На факел
Оребренный воздушный холодильник
В продуктовый сепаратор
В отпарную колонну
Рис. 1. Установка гидроочистки
исследования возможностей управления ректификационной колонной;
гидравлический анализ систем резервуаров
снизким давлением;
исследования эксплуатационной безопасности и работоспособности (Hazard and Operability studies – HAZOP);
настройка контроллера и конструкции механизма автоматического управления регулирующими клапанами с частотой хода.
В данной статье кратко обсуждается несколько примеров применения динамического моделирования.
отключение электроэнергии;
перебои в подаче водорода;
пожар на установке;
неконтролируемые реакции;
обширные утечки в реакторе или печи.
Целиосуществлениядинамическогомоделирования для установки гидроочистки показаны на рис. 1 и они заключаются в следующем.
Измерение размера клапана сброса давления для различных сценариев разгерметизации.
Обеспечение максимальных температур и давлений теплового потока реактора и отпарной колонны в течение одного часа. Этот способ используется для проверки выбранной металлургии оборудования. Условия разгерметизации часто могут служить вариантом контроля расчетных ограничений температуры
идавления для теплообменников, емкостей и трубопроводов в контуре реактора.
Определение энтальпии сырья и эксплуатационных условий нижерасположенной отпарной колонны/ колонныфракционированиядлярасчетанагрузкисбро-
са. Применение модели динамического моделирования можетбытьрасширенодляопределениянагрузкисброса отпарной колонны/колонны фракционирования.
Для эффективного моделирования очень важно понять события в процессе разгерметизации. В процессе разгерметизации происходят следующие события:
подача сырья на установке прекращается, и открывается клапан разгерметизации;
охлаждение потока газо-сырьевой смеси из реактора ухудшается, потому что подача охлаждающей среды, которой является сырье, прекращается;
ПРИМЕР 1: ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ УСТАНОВКИ ГИДРОКРЕКИНГА/ ГИДРООЧИСТКИ
На установках гидроочистки и гидрокрекинга контроль сброса давления (разгерметизации) является важным признаком обеспечениябезопасности.Разгерметизация существенно снижает давление
вконтуре реактора и сепаратора. Целью разгерметизации является получение системы безопасного останова и предотвращение любых аварийныхситуацийиликолебаний температуры. Контроль разгерметизации защищает оборудование и минимизирует потенциальные колебания температуры, вызванные экзотермическими химическими реакциями. Автоматическая разгерметизация может быть инициирована несколькими нарушениями
вработеоборудованиянаустановке, как показано ниже:
|
|
Температура на выходе из реактора |
D Температура на выходе |
|
||||
|
|
А Температура на выходе |
из межтрубного пространства |
|
||||
|
|
из трубного пространства |
Е Температура на выходе |
|
|
|||
|
|
В Температура на выходе |
из межтрубного пространства |
|
||||
|
|
F Температура на выходе |
|
|
||||
|
|
из трубного пространства |
|
|
||||
|
|
С Температура на выходе |
из межтрубного пространства |
|
||||
|
|
G Рабочая температура на выходе |
|
|||||
|
470 |
из трубного пространства |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C° |
|
|
|
399,6 °С |
418,8 °С |
|
|
|
|
|
|
399,6 °С |
408,8 °С |
|
|
|
|
реактора |
|
|
|
162,1 °С |
|
|
|
|
|
376 |
|
|
|
326,8 °С |
|
|
|
|
|
|
|
240,6 °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
391,6 °С |
236,6 °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
из |
282 |
|
|
|
137,8 °С |
|
|
|
|
|
358,6 °С |
120,5 °С |
|
|
|
||
выходена |
|
|
|
|
|
|||
188 |
|
|
350,2 °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
358,5 °С |
|
|
|
|
Температура |
|
|
|
297,7 °С |
|
|
|
|
|
|
|
291,0 °С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
Температура на выходе из реактора C°
Рис. 2. Температурный профиль реактора и теплообменников выходящего потока в случае
отключения электроэнергии
НЕФТЕГАЗОВЫЕ
58 |
№9 • сентябрь 2013 |
|
Т Е Х Н О Л О Г И И |