Главная -> Словарь

Физическое моделирование

Весьма важное значение имеют жидкие компоненты природного газа, большие количества которых получаются из так называемых жирных газов в виде сжиженных газов и газового бенэина. Сжиженные газы и газовый бензин после физической стабилизации являются важным сырьем для химической промышленности. Под термином сжиженные газы подразумевают смеси пропана и бутана, пропилена и бутиленов. Эта смесь углеводородов сжижается при нормальной температуре под давлением до 20 ат.

Как указывалось выше, нестабильный бензин каталитического крекинга подвергается физической стабилизации с целью удаления растворенных в нем легких углеводородов, имеющих высокую упругость паров.

Г Качества базовых авиабензинов

Нестабильный бензин каталитического крекинга вместе с извлеченными из жирного газа бензиновыми фракциями подвергается физической стабилизации и затем очистке ст меркаптанов . К очищенному автобензину добавляется антиокислитель. Кипятильник стабилизационной колонны обогревается горячим остаточным продуктом , отводимым с низа ректификационной колонны установки каталитического крекинга.

Процесс физической стабилизации нефтей предназначен для удаления газовых компонентов. Вследствие высокого давления насыщенных паров газы выделяются из нефти при температуре окружающей среды, унося с собой ценные легкие компоненты бензиновых фракций.

ного бензина . Далее легкий газойль доохлаждается в холодильнике воздушного охлаждения 26 и выводится с установки. Тяжелый газойль выводится с низа колонны 18, насосом 20 прокачивается через парогенератор 27 и аппарат воздушного охлаждения 28. Частично тяжелый газойль используется как орошение в скруббере 13, а балансовое его количество отводится с установки.

ходит змеевики печи 3 и при давлении 4,2—4,4 МПа и температуре около 380 °С поступает в реактор 1 с неподвижным слоем катализатора. Выходящая из реактора снизу газопродуктовая смесь охлаждается последовательно в кипятильнике 18 и теплообменниках 5 и 6 и подается в сепаратор 9. Здесь, в высокотемпературном сепараторе 9, смесь разделяется при давлении около 3,8 МПа на жидкую и газопаровую фазы. Жидкая фаза, представляющая собой гидроочищенный керосин с растворенными в нем газами и фракциями бензина , после сепаратора 9 подвергается физической стабилизации в колонне 17.

Расчётными исследованиями установлено, что алгоритм к номограмме Максвелла наиболее близко описывает условия фазового равновесия при физической стабилизации бензинов, перегонке нефти, крекинга и коксования нефтяньи: остатков

Исследования показали, что аналитическая зависимость к номограмме Максвелла наиболее близко описывает условия фазового равновесия при физической стабилизации бензинов перегонки нефти и кре

Стабилизация бензина и разделение его на узкие фракции. Обычно в бензиновой фракции, получаемой на АВТ, содержатся растворенные газы. Поэтому ее подвергают физической стабилизации в ректификационной колонне, называемой стабилизатором. Качество стабильного бензина контролируют по содер*

Нестабильный бензин каталитического крекинга подвергают физической стабилизации с целью удаления растворенных в нем легких углеводородов, имеющих высокое давление насыщенных паров. Обычно жирный газ и нестабильный бензин для удаления легких газов поступают на абсорбционно-газофракционирующую установку *. Кроме стабильного бензина на АГФУ получают пропан-пропиленовую, бутан-бутиленовую и пентан-амилено-вую фракции. Первые две фракции используют в качестве сырья для установок полимеризации и алкилирования с получением компонентов бензина или сырья для нефтехимических процессов; пропан и бутан можно также использовать в качестве бытового топлива.

В настоящее время метода физического моделирования используются для нахождения границ деформации коэффициентов, входящих в уравнения математической модели, и установления адекватности модели изучаемому объекту. Математическое и физическое моделирование хорошо дополняют друг друга в комбинированном методе моделирования. При этом трудность

Действительно, объекты природы наиболее универсально отображаются в виде математических моделей *. Но физическое и математическое моделирование физико-химических процессов нельзя осуществить независимо друг от друга. Математическое описание и математическая модель появляются в результате физического моделирования процессов. Поскольку математическое моделирование не является самоцелью, а служит средством для оптимального проведения процесса, результаты его используются для создания оптимального физического объекта. Исследования на этом объекте позволяют проверить результаты математического моделирования и улучшить математическую модель для решения новых задач. Ясно, что как математическое, так и физическое моделирование есть только этапы единого процесса — моделирования, цель которого — решение технических задач.

Изучение физико-химического процесса на любой установке представляет собой физическое моделирование, которое было основным методом исследования в течение длительного периода. Однако развитие науки показало, что не все процессы можно изучать на физических моделях. Например, крайне сложно осуществить физическое моделирование закона тяготения Ньютона; Больцман долгие годы отстаивал свою молекулярно-кинетическую теорию, которая не признавалась крупнейшими авторитетами его времени на том основании, что поведение молекул не наглядно, их трудно физически моделировать. Выход был найден в аналогии разных по физической сущности явлений природы *. Например, законы Ньютона и Кулона описываются одинаковыми уравнениями. Используя аналогию физических явлений, создают модель, в которой осуществляют новый процесс, описываемый уравнениями такой же структуры, что и исходный.

Из сказанного ясно, что физическое и математическое моделирование физико-химических процессов нельзя осуществить независимо друг от друга. Математическое описание и математическая модель появляются в результате физического исследования процессов. Поскольку математическое моделирование не является самоцелью, а служит средством для оптимального осуществления процесса, то результаты его используются для создания оптимального физического объекта. Исследования на этом объекте позволяют проверить результаты математического моделирования и улучшить математическую модель для решения новых задач.

Эффективность уравнений регрессии значительно повышается, если их получают на основе заранее спланированного эксперимента. В этом случае удаетбя, используя уравнения регрессии и сочетая математическое и физическое моделирование, определять наиболее выгодные условия, осуществления процесса в созданной установке.

Физическое моделирование заключается в исследовании основных закономерностей процесса на реальных рабочих системах и при рабочих параметрах, которые предполагается поддерживать в промышленных условиях. Установка, на которой выполняют физическое моделирование, отличается размерами от крупной установки. Конструкции аппаратов также могут быть непохожими на промышленные. На модельной установке варьируют основные рабочие параметры процесса , чтобы выяснить взаимосвязь между ними.

Современная теория моделирования может быть представлена в виде следующих трех разновидностей: физическое моделирование; гидравлическое моделирование; математическое моделирование.

Физическое моделирование заключается в исследовании основных закономерностей процесса на реальных рабочих системах и при рабочих параметрах, которые предполагается осуществить в промышленных условиях. Установка, на которой выполняют физическое моделирование, отличается от промышленной установки своими размерами и величинами потоков. Конструкции аппаратов также могут быть не похожими на промышленные. На модельной установке варьируют основные рабочие параметры процесса , чтобы выяснить связи между ними.

Изучение свойств нефти, газа и воды, базовых физико-гидродинамических зависимостей проводится в отделе физики нефтяного пласта. Важным направлением деятельности является физическое моделирование технологических процессов добычи нефти с целью:

Для сравнительно простых гидродинамических и тепловых систем методом физического моделирования можно получить удовлетворительные результаты, так как в этих случаях можно оперировать с ограниченным числом критериев подобия. Физическое моделирование имеет много достоинств:

Указанная выше идентичность математического описания различных явлений позволяет заменить физическое моделирование математическим. С помощью ЭВМ это делается быстро и экономно. Принцип работы этих машин состоит в замене физических величин , входящих в уравнения процесса, величинами электрическими — напряжением постоянного тока . Каждой физической переменной в процессе соответствует свое значение машинной переменной. Соотношения между ними называются масштабными коэффициентами. При этом необходимо соблюдать условие, чтобы на выходе из решающих блоков напряжение было не больше f/max = ±100 В.