Перспективы развития и изменения конструкций аппаратов переработки нефти и газа

Константин Владимирович Ефанов (2024)

Руководителям компаний, занимающихся выпуском оборудования, главным конструкторам по аппаратам переработки нефти и газа и для нефтехимии из проектных институтов и заводов-изготовителей. Для того, чтобы ответить на вопрос как будут развиваться конструкции аппаратов, нужно проанализировать развитие технологий, то есть процессов, под которые аппараты проектируются, и посмотреть развитие методик прочностного и технологического расчетов и технологий нефтяного аппаратостроения.

Обзор диссертаций и патентов

В перечне научных специальностей, аппараты переработки нефти и газа рассматриваются в специальностях: 2.5.21 «Машины, агрегаты и технологические процессы (нефтегазовая отрасль)» и 2.6.13 «Процессы и аппараты химических технологий». Специальность МАП относится к машиностроению и направлена на конструирование аппаратов, а ПАХТ относится к химической технологии и направлена на расчет процессов. Рассмотрит диссертации по теме статического оборудования нефтепереработки, то есть аппаратов, а не машин.

По обзору ряда диссертаций по МАП можно сделать вывод о том, что исследования направлены на:

— изучение процесса в аппарате численным моделированием;

— оптимизации конфигурации конструкции по результатам моделирования, то есть уточнение уже существующих конструкций аппаратов.

Это можно объяснить тем, что по сравнению с 1950-ми годами, когда схемы аппаратов были уже разработаны и известны, появилась возможность выполнять расчет течения методом конечных элементов и видеть точную картину течения, но схемы аппаратов останутся без изменений. Например, схема аппарата колонны с установленными тарелками или реактора со слоями катализатора будет постоянной, а конфигурация элементов и внутренних устройств будет улучшаться по результатам моделирования. Пример изменения схемы аппарата можно привести из колонны окисления гудрона в битум. Схема с охлаждением впрыском струи воды и течением между концентрическими обечайками внутри корпуса заменяется на схему вертикального аппарата с мешалкой и сеткой. Или замена теплообменников с прямыми трубами на трубы спиральновитые для повышения поверхности теплообмена.

Диссертации по теме прочностных расчетов сосудов под давлением относятся к специальности «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры» и в основном рассматривают проблемы применения метода конечных элементов к расчету и разработки оптимальных решений по узлам, например, по узлу врезки штуцеров.

Обзор патентов показывает, что развитие аппаратов происходит в двух направлениях:

— улучшения условий процесса при оптимизации конфигурации внутренних устройств;

— отдельные улучшения в механических элементах аппаратов, например, в затворах (такое изменение относится к дисциплине расчета и конструирования оборудования отрасли).

Сделаем вывод по главе:

— тенденция идет к разработке конструкций аппаратов с максимальной эффективностью реализации процессов, что возможно после выполнения численного моделирования не доступного в 1990-х годах и реализуется отдельными изменениями в конфигурации внутренних устройств;

— в конструкцию корпуса аппарата вносятся отдельные изменения, направленные на улучшение прочности и жесткости, полученные по результатам уточненных прочностных расчетов;

Конец ознакомительного фрагмента.