Главная / Цифровизация переработки нефти и газа / Моделирование технологических процессов / Проекты /

2024

8 мин

Применение NAUKA.Proxima для создания цифровой модели химико‑технологических процессов установки ЭЛОУ-АВТ-6

Моделирование процессов первичной переработки нефти на объектах ООО «Газпром нефтехим Салават»

Эксперт

Резюме проекта

ПО модифицировано с существенным расширением функционала

Создана адекватная цифровая модель крупной производственной установки с применением ПО NAUKA.Proxima

Алексей Ерженков

ведущий технолог компании NAUKA

Илья Шура

заместитель директора по развитию компании NAUKA

Сергей Жулаев

главный инженер-технолог ООО «Газпром нефтехим Салават»

Карточка проекта

Результаты проекта

Реализация проекта

Критерии успешности проекта

Решение

Цель проекта

Предпосылки

Содержание

Предпосылки

Для создания моделей химико-технологических процессов ООО «Газпром нефтехим Салават» использовало зарубежное программное обеспечение, в частности PetroSIM. При рассмотрении возможностей перехода на отечественные аналоги внимание предприятия привлекли решения с применением NAUKA.Proxima.

В результате компании NAUKA было предложено реализовать пилотный проект по разработке цифровой модели технологического процесса установки ЭЛОУ-АВТ-6.

С первичной переработки нефти начинается технологическая цепочка работы всего предприятия, следовательно, моделирование процессов атмосферной и вакуумной перегонки позволяет прогнозировать количество и состав нефтяных фракций, поступающих на установки вторичной переработки, а значит — объем и качество целевой продукции. Поэтому заказчик проявил особый интерес к созданию модели установки ЭЛОУ-АВТ-6.

заместитель директора по развитию компании NAUKA

Илья Шура

Цель проекта

Демонстрация возможностей ПО NAUKA.Proxima в области моделирования ХТП предприятию с уникальным набором технологических установок и производством широкого спектра продуктов — от высококачественных топлив до минеральных удобрений.

Справка:

ООО «Газпром нефтехим Салават» выпускает более 150 наименований продукции.
В состав производственного комплекса входят три структурные подразделения, технологически связанные между собой:
— НПЗ мощностью до 10 млн. т в год по сырью.
— Завод «Мономер»: производство бензола, стирола, бутиловых спиртов, 2‑этилгексанола, полиэтилена высокого и низкого давления и др. продуктов нефтехимии.
— Газохимический завод: производство аммиака, карбамида.
На предприятии работают 120 технологических установок.

Решение

Цифровая модель, разработанная в рамках данного проекта, охватывает три технологических блока установки ЭЛОУ-АВТ-6 комбината «Газпром нефтехим Салават»:

атмосферная перегонка с отбензиниванием сырья;
стабилизация бензина;
вакуумная перегонка.

Для создания модели химико-технологических процессов полного цикла NAUKA.Proxima была применена впервые.

Рис. 1 Модель установки ЭЛОУ-АВТ-6 ООО «Газпром нефтехим Салават». Интерфейс ПО NAUKA.Proxima

Критерии успешности проекта

значений давления на входе и в верху колонн, а также в кубе колонны атмосферной перегонки — точное соответствие;
значений температур на тарелках колонн, указанных заказчиком, в кубах колонн, а также потоков возврата острых и циркуляционных орошений — с отклонением не выше 5 °C;
а по отдельным точкам (не более двух на каждую колонну и по всем точкам стриппинг-колонн узла атмосферной перегонки) — до 10 °C.

Соответствие регламентным показателям следующих параметров технологического режима (более 40 показаний приборов измерения давления, температуры и расхода потоков):

3.

температурам конца кипения (Ткк) для бензиновых фракций на выходе из колонн отбензинивания нефти, атмосферной перегонки, стабилизации;
температурам начала кипения (Тнк) и конца кипения (Ткк) керосиновой фракции на выходе с узла атмосферной перегонки;
Тнк и температуре выкипания 95% жидкости (Т95%) отгона дизельной фракции с узла атмосферной перегонки;
Т95% вакуумной фракции на выходе из колонны вакуумной перегонки.

Соответствие данным регламента по ключевым показателям фракционного состава продуктов с отклонением 8 °C, а именно:

2.

Соответствие показаниям технологического регламента расходов конечных продуктов и фракций, выводимых с ректификационных колонн. При этом допустимые отклонения значений должны были составлять не более 5% (в пределах погрешности расчетов), за исключением расходов углеводородного газа и широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), для которых допускались расхождения в 10%.

1.

Работа выполнялась по техническому заданию, основанному на данных технологического регламента, измеренных параметрах технологического режима, а также лабораторных анализах сырья и продуктов установки.

Совместно со специалистами предприятия был согласован широкий набор критериев успешности пилотного проекта с учетом тех же ограничений, которые принимались в расчет заказчиком ранее при разработке модели в ПО PetroSIM.

Модель, созданная в NAUKA.Proxima, должна была обеспечить следующее:

Реализация проекта

В ходе работы над проектом совершенствовалось само ПО, что способствовало более эффективному выполнению поставленной задачи.

К моменту подготовки технологической схемы для создания модели NAUKA.Proxima имела лишь одну базовую конфигурацию по расчету колонн — «Колонна с конденсатором и рибойлером». Для моделирования узла отбензинивания сырья был создан объект «Колонна с конденсатором без рибойлера». Кроме того, разработаны конфигурации ректификационных колонн без конденсатора и рибойлера, с боковыми отборами и стриппингами, а также с циркуляционными орошениями.

При выполнении расчетов атмосферной и вакуумной колонн удалось добиться сходимости после модификации алгоритма, основанного на методе «независимого определения концентраций».

ведущий технолог компании NAUKA

Алексей Ерженков

По завершении работ специалистами предприятия было произведено детальное сравнение моделей установки, разработанных с применением PetroSIM и NAUKA.Proxima, и отмечено, что вторая удовлетворяет требованиям заказчика и даёт результаты, сопоставимые с первой.

Результаты проекта

Проект признан успешным.
Показаны возможности NAUKA.Proxima как инструмента моделирования технологических процессов на примере установки первичной переработки нефти.
В ходе реализации проекта усовершенствован алгоритм расчета ректификационных колонн, расширен функционал ПО до возможности моделирования сложных колонн с боковыми отборами, стриппингами и циркуляционными орошениями.

Специалистами ООО «Газпром нефтехим Салават» произведена проверка расчетов в системе NAUKA.Proxima. Проверка подтвердила соответствие результатов моделирования согласованным ранее критериям успешности. По окончании работ ПО стало более совершенным инструментом для построения сложных схем и выполнения технологических расчетов.

главный инженер-технолог
ООО «Газпром нефтехим Салават»

Сергей Жулаев