автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Энергосбережение в промышленной теплотехнологической установке при получении компонентов нефтяных топлив

На правах рукописи

АФАНАСЬЕВ ИГОРЬ ПАВЛОВИЧ

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОЙ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ КОМПОНЕНТОВ НЕФТЯНЫХ ТОПЛИВ

05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань - 2005

Работа выполнена в Казанском государственном энергетическом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Лаптев Анатолий Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Гумеров Фарид Мухамедович кандидат технических наук, доцент Конахин Александр Михайлович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский институт углеводородного сырья (г. Казань)

Защита состоится 19 января 2006 г. в 16 час. 00 мин в аудитории В-210 на заседании диссертационного совета Д 212.082.02 при Казанском государственном энергетическом университете по адресу: 420066, г. Казань, ул. Красносельская, д.51.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного энергетического университета.

Автореферат разослан «9» декабря 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д-р техн. наук, профессор

Гильфанов К.Х.

2 2дМ6

Актуальность работы

Энерго- и ресурсосбережение является одним из приоритетных направлений в развитии многих отраслей промышленности. Это связано в первую очередь со значительным повышением цен на такие энергоносители, как нефть и газ. Получение нефтяных топлив связано с большой энергоемкостью проводимых процессов. Снижение энергозатрат даже иа несколько процентов при нефтепереработке дает значительную экономию энергоносителей. При добыче и переработке нефтяного сырья производственники всегда сталкиваются с наличием всевозможных загрязнений - механических примесей, воды и т.п. - которые, попадая в продукты переработки, значительно снижают их качество и вызывают повышенный расход энергии на перекачку по трубопроводам, нагревание и испарение в ректификационных установках, коррозионную агрессивность топлива и ряд других проблем.

Присутствие воды сказывается на энергетических свойствах топлива и ухудшает процесс его горения. При наличии воды в горючем снижается теплота сгорания, ухудшается его распыливание и испарение в камере сгорания, происходят перерывы в подаче горючего, кроме этого наличие воды вызывает повышенную коррозию оборудования. Поэтому очистка углеводородных топлив от дисперсной фазы, которая отрицательно сказывается на его свойствах, является важной задачей в теплоэнергетике и нефтепереработке.

Аппараты для очистки жидкостей от дисперсной фазы являются важной составляющей частью при комплектовании технологической аппаратуры в теплоэнергетике, а также в нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и родственным им отраслям промышленности. Системы водоочистки, подготовки жидких топлив, тепломассообменные аппараты и многие другие виды оборудования не могут работать без эффективной сепарации различных видов дисперсной фазы из рабочих жидкостей. Разнообразие условий работы установок и задач очистки жидкостей вызывают необходимость в создании новых видов аппаратов разделения, модернизации существующих и совершенствовании методов расчета их эффективности.

Работа выполнена в соответствии с НИОКР КГЭУ «Исследование и математическое моделирование сопряженных тепломассообменных процессов и процессов сепарации для теплоэнергетических установок» №01200406196 по заданию Федерального агентства по образованию №1.3.05 и руководства Сургутского ЗСК.

Цель работы

Снизить энергозатраты на промышленной установке при переработке углеводородных смесей с использованием результатов физического и математического моделирования проводимых процессов и модернизации теплотехнологического оборудования.

В руководстве работой принимал участие канд. техн. наук, доцент Фарахов М.И.

Научная новизна

Сделан эксергетический анализ работы промышленной теплотехнологической установки получения нефтяных топлив и рассмотрены варианты модернизации оборудования с целью снижения энергозатрат и повышения качества товарной продукции. Установлено, что снижение энергозатрат в данной теплотехнологической схеме возможно за счет удаления водной фазы из перерабатываемой углеводородной смеси.

Разработана математическая модель процесса сепарации водной фазы из жидких углеводородных топлив, построенная с использованием модели многоскоростного континуума. Получена замкнутая система дифференциальных уравнений процесса разделения эмульсий в гравитационных отстойниках.

Выполнены численные исследования полей скоростей в отстойниках различных конструкций. Проведен физический эксперимент по исследованию структуры потоков в модели отстойника. Показано согласование результатов физического и математического моделирования.

Практическая значимость

Для решения задач энергосбережения и повышения качества нефтяных топлив разработаны технические решения и выполнена модернизация промышленных отстойников в теплотехнологической схеме на установках Сургутского ЗСК. Модернизация заключается в размещении специальных сепарирующих элементов (получены свидетельства на полезную модель), что обеспечивает значительное снижение содержания свободной воды в углеводородном сырье и нефтяных топливах. За счет этого снижается расход греющего пара в подогревателях и кипятильниках ректификационных колонн и повышается качество полученных топлив. Реальный экономический эффект от энергосбережения после внедрения составляет более 2 млн. руб. в год с одной технологической установки. Выполнено тиражирование технических решений еще на две аналогичные установки разделения углеводородного сырья. Суммарный экономический эффект составляет более 6 млн. руб. в год.

Основные результаты, полученные лично автором

Выполнен термодинамический анализ работы теплотехнологической установки по переработке нефтегазоконденсатных смесей на Сургутском ЗСК (завод стабилизации конденсата). Выбрано оптимальное место обезвоживания углеводородной смеси для снижения энергозатрат при переработке.

На основе использования модели многоскоростного континуума получена замкнутая система уравнений для расчета скорости осаждения капель. Разработан алгоритм расчета процесса разделения эмульсий в тонкослойном отстойнике.

На основе выполненных расчетов разработаны технические решения по модернизации промышленных отстойников.

Сделан сравнительный анализ энергетической и термодинамической эффективности теплотехнологической схемы до и после модернизации.

Проведенные промышленные испытания показали значительное снижение энергозатрат на разделение углеводородного сырья, что подтвердило результаты расчетов.

Автор защищает

- использование эксергетического метода для проведения термодинамического анализа теплотехнологической схемы переработки углеводородного сырья до и после модернизации;

- полученную математическую модель, методику и результаты расчета осаждения водной фазы (капель) в тонкослойных отстойниках;

- технические решения по модернизации теплотехнологической схемы, приводящие к значительным снижениям энергозатрат и повышению качества товарной продукции;

- разработанную конструкцию сепарирующих элементов (насадок) для модернизации отстойников;

Апробация работы и научные публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 18 научных работ, из них одна монография объемом 8,9 ус.печ.листов; статьи в журнале Известия вузов «Нефть и газ»; межвузовских сборниках научных трудов «Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии»; тезисы докладов на V-й конференции по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия-99», Нижнекамск; тезисы докладов на международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-14), г.Смоленск; (ММТТ-18); г. Казань, V-ая Мевдунар. науч. конф., посвященная 85 - летию со дня рождения академика Кафарова В.В. г. Казань, а также получено два свидетельства на полезную модель насадочных элементов.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы.

Диссертация содержит 132 страницы машинописного текста, 9 таблиц, 25 рисунков по тексту, список литературы из 115 источников отечественных и зарубежных авторов, 4 приложения и акт о внедрении результатов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, поставлена цель и намечена программа исследования.

В первой главе рассмотрены основные принципы энергосбережения при переработке углеводородных смесей. Отмечено, что одним из способов является обезвоживание углеводородного сырья. Приведены результаты литературного и патентного обзора по методам разделения эмульсий и конструкциям аппаратов для их реализации. Сделан вывод о предпочтительности использования для выделения свободной воды из нефтепродуктов тонкослойного динамического отстаивания, как наиболее простого и дешевого метода разделения. Приведен анализ существующих методов расчета тонкослойных отстойников, выявлены их недостатки. Показана необходимость разработки новых эффективных сепарационных устройств, а также современных методов их расчета.

Во второй главе показано, что снижение энергозатрат при переработке углеводородных смесей на промышленной установке возможно за счет удаления свободной воды из сырья. Для анализа причин появления свободной воды в тех или

иных промежуточных и конечных продуктах переработки нефтегазоконденсагной смеси и выработки мероприятий по ее отделению прослежен путь конденсата на примере Уренгойского завода по подготовке газового конденсата к транспорту (УЗПКТ), от которого сырье транспортируется на перерабатывающие заводы, в частности, на Сургутский завод стабилизации конденсата (СЗСК).

В главе рассмотрены основные блоки и узлы переработки нефтегазового конденсата:

1) промысловая подготовка конденсата;

2) дезтанизация конденсата;

3) транспорт деэтанизированного конденсата;

4) стабилизация конденсата;

5) разделение ШФЛУ (широкой фракции легких углеводородов);

6) извлечение изопентана (БИИ);

7) получение пропана (УПП).

На основе проведенного анализа выявлены причины появления свободной воды в ШФЛУ и выбрано оптимальное место для ее выделения - существующее сырьевое емкостное оборудование (отстойники Е-10, Е-20, Е-30) блока извлечения изопентана (БИИ) и узла получения пропана (УПП). При выборе оптимального места основным критерием являлись снижение энергозатрат на переработку углеводородного сырья, капитальных затрат по модернизации теплотехнологической схемы и дальнейших эксплуатационных затрат.

В третьей главе дня решения поставленной задачи по энергосбережению рассмотрены основные закономерности гравитационного разделения эмульсий в тонкослойных отстойниках, которые предложено использовать в теплотехнологической схеме при получении компонентов нефтяных топлив.

Согласно известному понятию многоскоростного континуума, эмульсия представляется как совокупность непрерывных сред, заполняющих одновременно один и тот же объем и имеющих в каждой точке пространства свою собственную скорость. Для каждой из фаз I вводится приведенная массовая плотность р,, объемная доля а, и скорость фазы V;, которые могут меняться от точки к точке, что позволяет описывать изменение числа капель и их скорость движения. Если обычную массовую плотность вещества фазы 1 обозначить р®, то для N фазной смеси можно записать

р!=р'а.„!>,=1,! = 1...14. (1)

1=1

Здесь и в дальнейшем принимается, что индекс 1 = 1 относится к несущей фазе, а I = 2 ... N к дисперсным элементам.

Согласно методам механики сплошной среды система уравнений модели движения фаз получается на основе использования физических законов сохранения массы, импульса, момента импульса и энергии. Так как в тонкослойном отстойнике режим движения среды ламинарный, а движение бездиссипативное, то можно ограничиться первыми двумя законами сохранения, остальные дадут незначительные поправки.

В случае малых значений объемных долей капель можно ввести следующие

допущения:

а) граничные силы на поверхности граничных стенок аппарата мало влияют на характер их движения;

б) внешние массовые силы - это силы гравитационного притяжения;

в) фазы взаимно нерастворимы, т.е. переходов компонентов одной фазы в другую нет;

г) дисперсная фаза состоит из недеформируемых сферических капель радиуса г, с небольшими объемными долями а,«1;

д) эффектами вращения и деформации капель можно пренебречь;

е) эффекты столкновения, слипания, дробления также не учитываются;

ж) давление для всех фаз одинаково (баротропность системы).

В работах Нигматуллина показано, что при данных допущениях законы сохранения могут быть представлены в виде системы уравнений:

^ + Укх'=<м = 1...г*, (2)

(3)

о* Р, Р:

« Р1 Р| р!

где используется понятие вектора потока объемной доли фазы Х1, который

определяется как Х1 = V а,; ^ - сила трения для малых значений числа Рейнольдса между дисперсной фазой 1 и несущей жидкостью, рассчитываемая по Стоксу:

41 -«.«(V, - V,), (5)

Здесь функция Ф, учитывает циркуляцию жидкости в капле по Адамару-Рыбчинскому:

(6)

а функция ^/(а,,) учитывает стесненность движения капель в дисперсной среде. Для этой функции при малых стесненностях а(1 рекомендуется выражение:

N

\к(а<,) = (1-а„У°, п*5, а„ = £сц. (7)

¡=2

В данной модели учитывается взаимодействие только капель с несущей жидкостью, но частицы этой жидкости взаимодействуют и между собой. Это взаимодействие, связанное с вязкостью жидкости, можно учесть обычным образом, тогда уравнение (3) изменится

^ + У (8)

а р®^ ' р; ' ^

где V2 - оператор Лапласа. Полученные уравнения (2), (3), (8) математической модели динамики движения многофазных эмульсий являются аналогами

7

уравнению непрерывности и уравнению Навье-Стокса для сплошных сред.

Приведенные уравнения применяются для расчета движения капель жидкости одинакового радиуса г в горизонтальном ламинарном потоке несущей жидкости вдоль координаты х. Задача заключается в нахождении объемных долей капель и скоростей в рабочей области аппарата после установления стационарного режима течения.

Даже при учете стационарности система уравнений (2) - (4) остается достаточно сложной для аналитического решения, и приходится использовать добавочные упрощения. Если расписать производные и использовать (1), то можно представить уравнения в следующем виде:

^- + Ук(а;\?)=0,1 = 1...Р*, (9)

(IV «

(ю)

ас )=1

(IV

Р>,—1 = -а^ + Р11 + р>1в, Ы2...У, (11)

<н

(IV.

здесь: является субстанциональной производной от скорости фазы V,

Щ-в^ + у^У,. (12)

Первое упрощение состоит в том, что при малых скоростях и близких плотностях можно принять субстанциональные производные от скоростей равными нулю (безинерционная модель).

Второе упрощение заключается в предположении, что горизонтальные составляющие скоростей капель и несущей жидкости одинаковы. Это предположение связано с тем, что в горизонтальном направлении на обе фазы действуют силы трения, которые достаточно быстро выравнивают скорости фаз,

2г2 0

время релаксации оценивается соотношением I =-»10~2 с.

9ц

Третье упрощение связано с малым влиянием капель на скорость несущей фазы в вертикальном направлении. Поэтому будем считать, что вертикальная составляющая несущей фазы ровна нулю.

Обозначим через горизонтальную составляющую скорости капли, а

через У(х^) - вертикальную. Тогда уравнения примут вид:

(13)

дх дх дж

+ а|а2в(р2 ~ Р?) = 0 • (14)

В такой модели изменение скорости капли происходит только из-за изменения стесненности, которая влияет на силу трения.

Введем граничные условия на входе в отстойную зону в виде

«М^Ч^ми-»^)-

Из соотношений (5) и (14) получается выражение для вертикальной

составляющей поля скоростей капли

Уг =

2г28(р?-р°2) ^Ф^а,) '

(15)

Используем граничные условия а° (г) и и0(г) в уравнениях (13) и получим

(16)

1-а2(х,г)

иЧг)(1-аЦх))

дх

+ А

Э(а2(1-а2)5) =

дг

= 0,

(17)

где А =

2г*е(р?-р;)

Уравнение (17) является однородным квазилинейным уравнением первого порядка в частных производных, оно имеет неявное аналитическое решение, получаемое путем исключения параметра р из уравнений:

<х2(х,г) = а®(р) ,

х

х(1-аг(х,2))6(1-6а2(х,г))А= |и°(Х)(1-а;(Х))1Я.. (18)

Уравнения (18) решаются численно и позволяют рассчитывать траектории движения капель воды в процессе движения их в среде ШФЛУ в объеме отстойника. Пример расчета представлен на рис. 1, на котором обозначены траектории движения капель в тонкослойном сепараторе.

г,«

022с

а,-10*

5

7

85 94 99 99 94 15 7 5

и* мм/с

5

9 12

14

13

15

14 12 9 3

г з

Длина отстойника, м

Рис. 1. Траектории движения капель на полках отстойника: смесь пентан - вода, количество полок 9, высота полки 24 мм, радиус капли 5 мкм

Для расчета геометрических характеристик аппарата необходимо знание профиля скорости, для определения которого использовался программный продукт

9

РНОЕМСЗ (ППФ).

С помощью ППФ был проведен анализ гидродинамической обстановки в отстойной емкости Е-30 и расчет полей скоростей сплошной фазы. С помощью численного эксперимента выявлено наличие циркуляционных зон внутри отстойника, подобран способ распределения ШФЛУ, обеспечивающий наиболее равномерное распределение скорости в поперечном сечении. Он заключается в отклонении входящего потока в сторону ближайшего дна горизонтального цилиндрического аппарата с помощью изогнутого участка трубы и поднятии патрубка для отвода ШФЛУ до середины высоты его слоя (рис. 2).

Рис. 2. Векторное поле скоростей в центральном

вертикальном продольном сечении после реконструкции (фрагмент)

Сравнение графиков изменения продольной компоненты скорости вдоль выбранных координатных линий на рис. 3, 4 подтверждает преимущество модернизированного аппарата по сравнению с прежней конструкцией.

а &

ХрСКИСТ^ЛТОШИ

■ постер:шнар^я1пи

—I I 1 | , .т

0,4 03 1Л I* РзсстсягосЙОВпМШС 2-М

Рис. 3. Профили продольной скорости по высоте

поперечная гоорциыага Ч'.и

Рис. 4. Профили продольной скорости вдоль поперечной горизонтальной координаты

Для проверки применимости ППФ к решению задач подобного рода были проведены экспериментальные исследования на физической модели отстойника (сепаратора). Размеры модели отстойника 2 мх0,2 м*0,375 м.

В ходе проведенных экспериментов измерялись и сравнивались с расчетными профили концентрации импульсно вводимого трассера - водного раствора поваренной соли. Для измерения профилей использовалась оригинальная измерительная матрица, образованная расположенными на расстоянии 3 мм друг от друга двумя пакетами из 8 параллельных проволочных электродов. Матрица вводится в необходимое для измерения сечение сепаратора с помощью держателя.

За счет соответствующего подключения каждого из электродов в измерительную схему в поперечном сечении образуется сетка из электродных пар, позволяющая регистрировать профиль

концентрации индикатора по всему поперечному сечению сепаратора одновременно в 16 точках. Измерительная схема включает источник напряжения для электродов, преобразователь

электрических сигналов и персональный компьютер для обработки электрических сигналов и построения локальных профилей концентрации вводимого индикатора.

При проведении эксперимента в поток циркулирующей в контуре сепаратора воды через узел ввода индикатора вводится порция водного раствора поваренной соли. Измерительная ячейка, располагаемая в заданном сечении сепаратора, регистрирует профили изменения локальных значений концентраций в исследуемом сечении с записью их в память компьютера.

Измерения проводились для различных скоростей движения сплошной фазы. Кроме того, изменению подвергалась геометрия сепаратора за счет введения в объем сепаратора различного вида перегородок.

Сравнение профилей концентраций индикатора, полученных экспериментальным путем, с рассчитанными с помощью ППФ (рис. 5), подтвердило достаточную для практических целей степень адекватности численного эксперимента реальной физической картине для задач подобного рода.

Результаты физического и математического моделирования использовались при модернизации промышленных отстойников в теплотехнологической схеме по переработке углеводородных смесей.

В четвертой главе для решения задачи по энергосбережению разработаны технические решения по модернизации промышленных отстойников удаления водной фазы из ШФЛУ и описан процесс сепарации. Даны результаты промышленных испытаний работы блока извлечения изо-пентана (БИИ) после модернизации отстойников. Показано, что за счет удаления воды, достигается значительное снижение энергозатрат. Сделан сравнительный анализ энергетической и термодинамической эффективности схемы переработки нефтегазоконденсатной смеси до модернизации и после модернизации и промышленных испытаний.

На основе проведенных расчетов разработана схема модернизации отстойника Е-30 установки БИИ и УПП Сургутского ЗСК.

Принципиальная схема модернизированного промышленного отстойника

----г«0 073 н, Х"1 и, расчет

— — — 2»0 0375 и х=1 в, расчет

--на выходе, расчет

□ 2*0 075 м, х«1 м, жслерям

Д 2*0.0375 и, х"1м , жеперми

О на выходе, зкеларим

Рис. 5. Расчетные и экспериментальные кривые отклика на импульсный ввод трассера

представлена на рис. 6.

Исходная смесь подается в отстойник. В левой части выравнивается профиль скорости, и выпадают наиболее крупные капли. Далее поток направляется в отстойную зону, состоящую из тонкослойных блоков, с установленной в них регулярной насадкой. Насадка представляет собой тонкие гофрированные металлические листы, уложенные гофрами послойно, перекрестно, многоярусно в четырех продольных секциях.

Листы насадки уложены с небольшим наклоном, что позволяет отделяемой водной фазе сползать под действием силы тяжести по наклонным впадинам гофров в нижнюю часть аппарата.

1 - емкость Е-30; 2 - трубопровод подачи продукта; 3 - эжектор; 4 - коагулятор; 5 - насадка; 6 - каркас; 7 - слив воды; 8 - трубопровод слива отсепарированного

продукта; 9 - перегородка

Исследования эффективности водоотделения от углеводородной фазы в модернизированном отстойнике Е-30 проводились при загрузках 100 и 125 м*/ч. Результаты аналитического контроля, проводимого лабораторий производства -ОТК, показали, что содержание воды в потоке после отстойника снизилось до значений «следы» при разных загрузках третьей нитки БИИ (табл. 1).

Таблица 1. Результаты опытно-промышленных испытаний

Ед. изм. До После

модернизации модернизации

Содержание воды: вШФЛУ % масс. 2,5 следы

в пропан-бутановой фракции % масс. 2,9 следы

Тепловая нагрузка подогревателя исходной смеси Т-30 (расход греющего пара) т/час кВт 13,8 10570 13,5 10350

Тепловая нагрузка испарителя И-30 (расход греющего пара) т/час кВт 12,5 9647 12 9257

Было принято решение об аналогичной модернизации отстойников Е-10 и Е-20 первой и второй теплотехнологических установок БИИ, которая была реализована Казанским инженерно-внедренческим центром «Инжехим».

Результаты аналитического контроля технологических потоков установки БИИ и УПП показали высокую эффективность по отделению свободной воды в реконструированных сырьевых емкостях Е-10, Е-20 и Е-30. При стабильном технологическом режиме работы установки, сепарирующие насадки полностью отделят взвешенную воду и растворенный в ней метанол. Остаточная влага и метанол в потоке ШФЛУ после сырьевых отстойников оценивается на уровне предела растворимости.

Из таблицы следует, что после модернизации расход греющего пара на одной теплотехнологической установке (БИИ) снижается на 0,8 т/час (на 5%).

На основании результатов промышленной эксплуатации выполнен подробный по элементам оборудования БИИ сравнительный энергетический и термодинамический анализ эффективности схемы до модернизации и после. Представлены подробные таблицы с результатами анализа и сделаны потоковые диаграммы. Основные результаты даны в табл. 2.

Таблица 2. Результаты термодинамического анализа теплотехнологической схемы

Теплота Эксерпм

Элементы оборудования бподв» 2пол > т "ши •Еподв > ^пол > ^КПИ

кВт кВт кВт кВт

Теплообменник-подогреватель 9622 9429 0,98 4331 1472 0.34

исходной смеси (Т-10) 10601 10389 0,98 4240 1484 0,35

Колонна ректификационная 22629 20366 0^9 8146 4399 0.54

(К-10) 22018 20477 0,93 7927 4439 0,56

Испаритель кубовой смеси 9622 9429 0.98 3752 1943 0.518

(И-10) 9237 9052 0,98 3602 1945 0,54

Воздушные холодильники 12840 12326 0.96 2499 0 0

(ХВ-11) 13200 12627 0,96 2569 0 0

В табл. 2 - в числителе значения до модернизации, а в знаменателе после модернизации теплотехнологического оборудования.

Показано, что тепловой коэффициент полезного использования энергии увеличился на 3 %, а эксергетический на 8 % относительных. Для примера эксергетическая диаграмма показана на рис. 7.

После внедрения и полученных положительных результатов по энергосбережению рекомендовано тиражирование разработанных технических решений на аналогичные теплотехнологические схемы переработки углеводородных смесей.

Рис. 7. Эксергетическая потоковая диаграмма участка с колонной К10 после модернизации отстойников БИИ

Основные результаты и выводы;

1. На основе анализа работы теплотехнологической схемы выбраны оптимальные место и метод тонкослойного отстаивания для обезвоживания углеводородной смеси и снижения энергозатрат при переработке.

2. Разработана математическая модель процесса осаждения капель в тонкослойных отстойниках.

3. С помощью ППФ рассчитаны профили скорости в потоке ШФЛУ в отстойнике. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие применимость ППФ к моделированию работы динамических отстойников.

4. Разработана и защищена свидетельством на полезную модель конструкция регулярной насадки для модернизации отстойников.

5. Промышленная эксплуатация показала высокую эффективность отделения свободной воды из жидких углеводородных смесей в модернизированных отстойниках и значительное снижение энергозатрат в теплотехнологической схеме.

6. Выполнен сравнительный анализ энергетической и термодинамической эффективности схемы переработки нефтегазоконденсатной смеси до и после модернизации отстойников. Показано, что в модернизированной теплотехнологической схеме достигается существенная экономия греющего пара.

7. Учитывая положительные результаты промышленного использования сепарирующих насадок в сырьевых отстойниках установки БИИ и УПП Сургутского ЗСК, рекомендовано их промышленное внедрение на других установках.

8. Полученный эффект после внедрения составил экономию 1800 т/год условного топлива или более 6 млн. руб. в год.

9. Разработанную математическую модель и алгоритмы расчета осаждения капель, конструкцию сепарирующих насадок можно использовать при решении задач по очистке нефтяных тогагав от водной фазы и очистке воды от нефтепродуктов в теплоэнергетике, а так же в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Фарахов М.И., Лаптев А.Г., Афанасьев И.П. Сепарация дисперсной фазы из жидких углеводородных смесей в нефтепереработке и энергосбережение. Казань: КГЭУ, 2005,134 с.

2. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А, Афанасьев И.П. Численное моделирование всплытия и осаждения капель в жидкости И Тепломассообменные процессы и аппараты хим. технол.: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань: КГТУ. 1998. С. 70-75.

3. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А, Афанасьев И.П. Моделирование разделения двухфазных сред в горизонтальном динамическом отстойнике // Тепломассообменные процессы и аппараты хим. технол: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань: КГТУ. 1998. С. 86-93.

4. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А, Афанасьев И.П. Моделирование течения двухфазных сред // Тепломассообменные процессы и аппараты хим. технол.: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань: КГТУ. 1998. С. 211-219.

5. Фарахов М.И., Афанасьев И.П., Садыков И.Х., Казанцев С.А. Математическое моделирование процесса разделения двухфазных жидких смесей в динамических сепараторах // Тез. докл. V-ой конф. по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия-99». Нижнекамск. 1999. Т. 2. С. 166-168.

6. Ишмурзин A.B., Ясавеев Х.Н., Афанасьев И.П., Клинов A.B. Расчет термодинамических характеристик жидкостей на основе потенциалов межмолекулярного взаимодействия // V-ая Междунар. науч. конф., посвященная 85 - летию со дня рождения академика Кафарова В.В. Казань. 1999. С. 78.

7. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А, Афанасьев И.П. Анализ стесненного движения капель в жидкости // Теплоомассообменные процессы и аппараты хим. технол.: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань: КГТУ. 2000. С. 174-179.

8. Фарахов М.И., Афанасьев И.П., Лаптев А.Г. и др. Насадка для тепло- и массообменных аппаратов. Свидетельство РФ №13950 на полезную модель. МПК7 В 01 F 5/00.2000 г.

9. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А., Афанасьев И.П. Расчет течений жидких дисперсных сред // Тез. докл. 12 междунар. научн. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-2001). Смоленск. 2001. Т. 3. С. 34-36.

10. Фарахов М.И., Тахавутдинов Р.Г., Садыков И.Х., Афанасьев И.П. Гидродинамика потоков в аппаратах гравитационного разделения водонефтяных эмульсий // Тез. докл. 12 междунар. научн. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-2001). Смоленск. 2001. Т. 3. С. 18-20.

11. Фарахов М.И., Тахавутдинов Р.Г., Садыков И.Х., Альтапов А.Р., Афанасьев И.П., С.Ф. Грачев Компьютерное моделирование гидродинамики проточного гравитационного отстойника // Тепломассообменные процессы и аппараты хим. технол.: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань: КГТУ. 2001. С. 160-167.

12. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А., Афанасьев И.П. Учет коагуляции при моделировании движения капель // Тепломассообменные процессы и аппараты хим. технол.: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань: КГТУ. 2001. С. 197-207.

13. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А., Афанасьев И.П. Моделирование движения капель в отстойниках // Тепломассообменные процессы и аппараты хим. технол.: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань: КГТУ. 2001. С. 219-224.

14. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Афанасьев И.П. и др. Регулярная насадка. Свидетельство РФ №19483 на полезную модель. МПК7 В 01 I 19/32, В 05 В 1/00.

15. МалькИс^й^П^.Дл^насьев И.П., Ишмур|1н2а5. Цр^Исследование углеводородного состава газового конденсг

месторождения // Известия высших учебь С. 83.

16. Фарахов М.И., Афанасьев И.П., Казани РНБ Русский фонд дисперсного потока при моделировании ра

процессы и аппараты хим. технол.: Межву ОАА/Г Л

2002. С. 161-166. ¿ииЦ-Ч-

17. Фарахов М.И., Казанцев С.А., Афанас О 0^7 Тепломассообменные процессы и аппарат ДО'т" / научн. тр. Казань: КГТУ. 2003. С. 71-77.

18. Фарахов М.И., Казанцев С.А., Афанасьев И.П. Моделирование движения многокомпонентных эмульсий // Тез. докл. XVIII междунар. научн. конф. «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-2005) Т. 9. Секция 11/ Под общ. ред. В.С. Балакирева. Казань: КГТУ. 2005. С. 47-49.

Лиц. № 00743 от 28.08.: Подписано к печати Гарнитура «Times» Физ. печ. л. 1.0 Тираж 100 экз._

2.12.2005г. Вид печати РОМ Усл. печ. л. 0.94 Заказ № 2573

Формат 60 х 84 /16 Бумага офсетная Уч.-изд. л. 1.0

Типография КГЭУ 420066, Казань, Красносельская, 51

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИИ И АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ПРОЦЕССА СЕПАРАЦИИ СВОБОДНОЙ ВОДНОЙ ФАЗЫ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СМЕСЕЙ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ.

1.1. Анализ существующих методов обезвоживания жидких углеводородов

1.2. Конструкция тонкослойных отстойников.

1.3. Анализ существующих методов расчета отстойников.

1.4. Энерго- и ресурсосбережение при проведении процессов разделения и очистки веществ.

Выводы.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И ПРОБЛЕМ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ СМЕСИ.

2.1. Добыча и промысловая подготовка конденсата.

2.2. Деэтанизация конденсата.

2.3. Транспорт по конденстопроводу Уренгой-Сургут.

2.4. Прием и подготовка НГКС в сырьевом парке Сургутского ЗСК.

2.5. Стабилизация конденсата на СЗСК.

2.6. Разделение ШФЛУ на Сургутском ЗСК.

2.7. Блок извлечения изо-пентана.

2.8. Узел получения пропана.

2.9. Выводы о причинах присутствия воды в сырье и продукции СЗСК

2.10. Вариант реконструкции сырьевого отстойника для выделения свободной метанольной воды.

Выводы.

ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГРАВИТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ В ТОНКОЛОЙНОМ АППАРАТЕ.

3.1. Теоретические основы расчета гравитационных отстойников.

3.2. Конкретизация уравнений для эмульсии (бесстолкновительная модель) и ее применение.■.

3.3. Расчет геометрических характеристик сепарационной зоны.

3.4. Исследование гидродинамики отстойника Е-30 с помощью программного продукта «РНОЕМСБ - 3.3».

3.5. Экспериментальная проверка применимости ППФ к моделированию работы динамического отстойника.

3.5.1. Описание лабораторной установки.

3.5.2. Описание измерителя распределения концентрации трассера.

3.6. Идентификация моделей структуры потоков.

Выводы.

ГЛАВА 4. ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В МОДЕРНИЗИРОВАННОЙ

ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ.

4.1. Практическая реализация разработанных рекомендаций по реконструкции сырьевой емкости Е-30 блока извлечения изо-пентана.

4.2. Промышленные испытания модернизированного отстойника

Е-30 и энергосбережение.

4.3. Модернизация отстойников Е-10 и Е-20.

4.4. Сравнительный анализ энергетической и термодинамической эффективности схемы переработки нефтегазоконденсатной смеси.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

Энерго- и ресурсосбережение является одним из приоритетных направлений в развитии многих отраслей промышленности. Это связано в первую очередь со значительным повышением цен на такие энергоносители, как нефть и газ. Поэтому очистка углеводородных топлив от дисперсной фазы, которая отрицательно сказывается на его свойствах, является важной задачей в теплоэнергетике и нефтепереработке.

Нефтепереработка связана с большой энергоемкостью проводимых процессов. Снижение энергозатрат даже на несколько процентов при нефтепереработке дает значительную экономию энергоносителей. При добыче и переработке нефтяного сырья производственники всегда сталкиваются с наличием всевозможных загрязнений - механических примесей, воды и т.п. -которые, попадая в продукты переработки, значительно снижают их качество и вызывают повышенный расход энергии на перекачку по трубопроводам, нагревание в ректификационных установках и ряд других проблем.

Различают два вида жидких дисперсных смесей: суспензии - смеси жидкости с твердыми частицами; эмульсии - смеси жидкости с каплями другой жидкости. Суспензии в зависимости от размеров твердых частиц (в мкм) условно подразделяются на грубые (более 100), тонкие (0,5 - 100) и мути (0,1 -0,5). В эмульсиях размеры дисперсной фазы (капель) могут находиться в широких пределах. Многие эмульсии под действием силы тяжести расслаиваются, однако если размеры капель менее 0,5 мкм эмульсии становятся устойчивыми.

Вода, попадая в топлива даже в малых количествах, способна резко ухудшить их свойства. Она частично растворяется в них (растворенная вода), остальная часть находится в диспергированном состоянии (свободная вода) или в виде отстоявшегося слоя (подтоварная вода), а при отрицательных температурах - в виде кристаллов льда. Отрицательное влияние на эксплуатационные свойства топлив оказывает главным образом свободная вода, образующая водо-топливную эмульсию с большой межфазной поверхностью.

Подтоварная вода при перекачивании насосами может диспергироваться с дальнейшим образованием водотопливной эмульсии. Растворенная вода может также переходить в эмульсионное состояние вследствие изменения окружающей температуры или атмосферного давления.

Присутствие воды в горючем снижает такие важные качественные характеристики как прокачиваемость и фильтруемость, что объясняется увеличением вязкости продукта и закупориванием пор фильтроэлементов кристаллами льда, а также повышает температуру начала кристаллизации, так как ледяные частицы служат центрами кристаллообразования для углеводородов /1/.

Вода понижает термоокислительную стабильность горючего, вступая в гидролитические реакции с входящими в состав горючего веществами, а также вызывает электролитическую диссоциацию содержащихся в горючем сернистых и других неорганических соединений, что приводит к интенсификации реакций окисления углеводородов. Вода повышает коррозионную агрессивность горючего, образуя электролитические растворы присутствующих в горючем химически активных веществ — кислот, щелочей, перекисей и т. п. В этом случае коррозия носит электрохимический характер, и разрушение металла происходит вследствие возникновения гальванического тока 121.

Вода способствует увеличению загрязненности горючего механическими частицами. Помимо воздействия на процессы окисления и коррозию ведущие к увеличению количества загрязнения в горючем, вода способствует коагуляции твердых частиц загрязнения и образованию сгустков, включающих эти частицы, а также смолистые вещества и структурную воду. Присутствие воды в горючем способствует его микробиологическому загрязнению, сопровождающемуся образованием большого количества загрязнений в виде микроорганизмов и пирогенных веществ, а также ухудшением эксплуатационных свойств горючего (испаряемость, термическая стабильность, вязкость) и повышение его коррозионной агрессивности за счет возникновения микробиологической коррозии. При наличии в горючем свободной воды значительно ухудшаются его противоизносные и противозадирные свойства вследствие разрыва смазывающей пленки и возникновения сухого трения. Присутствие воды существенно повышает интенсивность возникновения электростатических зарядов в горючем, что может явиться причиной взрывов и пожаров.

Присутствие воды сказывается на энергетических свойствах горючего и ухудшает процесс его горения. При наличии воды в горючем снижается теплота сгорания, ухудшает его распыливание и испарение в камере сгорания, происходят перерывы в подаче горючего, вызывающие непроизвольную остановку двигателя (или затухание топки при сжигании котельного топлива на ТЭС).

Поэтому можно сделать вывод, что очистка нефтяных топлив от водной фазы является актуальной задачей, как в теплоэнергетике, так и промышленных предприятиях различного профиля.

Кроме отмеченных проблем также актуальной задачей является очистка сточных вод, загрязненных нефтепродуктами.

На ТЭС сжигается огромное количество мазута. Воды, загрязненные нефтепродуктами, представляют особую опасность для окружающей среды.

Нефтепродукты могут попадать в водоемы в эмульгированном, коллоидном и растворенном состоянии. Общий расход сточных вод, загрязненных нефтепродуктами, составляют воды мазутохозяйств, главного корпуса ТЭС, электротехнического оборудования, вспомогательных служб (депо, компрессорные, автохозяйства). В состав нефтепродуктов, загрязняющих воду на ТЭС, входят мазуты, смазочные и изоляционные масла, керосин, бензин и т.д.

В табл. 1 приводятся методы очистки вод от нефтепродуктов по годам.

Таблица 1. Использование различных методов очистки сточных вод ТЭС от нефтепродуктов

Методы очистки Применение методов по годам, %

1980 1990 2000

1 Отстаивание с последующей флотацией 12-17 25-35 48-54

2 Отстаивание с последующей коагуляцией 10-14 18-22 28-32

3 Сепарация с последующей сорбцией 3-7 8-12 16-20

Как видно из таблицы отстаивание является одним из основных методов очистки сточных вод ТЭС, а так же и в других отраслях промышленности.

Отсюда можно сделать вывод о том, что разработка теоретических методов расчета и новых конструкций отстойников или модернизация существующих является актуальной, как при нефтегазопереработке, так на предприятиях теплоэнергетики.

Цель работы

1. Снижение энергозатрат при получении жидких топлив из углеводородного сырья и повышение их качества.

2. Эксергетический анализ работы промышленной установки разделения углеводородных смесей и разработка технических решений по модернизации.

3. Математическое моделирование и численное исследование процесса сепарации дисперсной фазы из углеводородных смесей и разработка технических решений по модернизации отстойников на промышленной установке. Экспериментальное исследование макета отстойника.

4. Внедрение результатов в производство на Сургутском заводе стабилизации нефтегазового конденсата (ЗСК) и опытно -промышленная эксплуатация, анализ и тиражирование полученных результатов.

Научная новизна

Сделан эксергетический анализ работы промышленной теплотехнологической установки получения нефтяных топлив и рассмотрены варианты модернизации оборудования с целью снижения энергозатрат и повышения качества товарной продукции. Установлено, что снижение энергозатрат в данной теплотехнологической схеме возможно за счет удаления водной фазы из перерабатываемой углеводородной смеси.

Разработана математическая модель процесса сепарации водной фазы из жидких углеводородных топлив, построенная с использованием модели многоскоростного континуума. Получена замкнутая система дифференциальных уравнений процесса разделения эмульсий в гравитационных отстойниках.

Выполнены численные исследования полей скоростей в отстойниках различных конструкций. Проведен физический эксперимент по исследованию структуры потоков в модели отстойника. Показано согласование результатов физического и математического моделирования.

Практическая значимость

Для решения задач энергосбережения и повышения качества нефтяных топлив разработаны технические решения и выполнена модернизация промышленных отстойников в теплотехнологической схеме на установках Сургутского ЗСК. Модернизация заключается в размещении специальных сепарирующих элементов (получены свидетельства на полезную модель), которая обеспечивает значительное снижение содержания свободной воды в углеводородном сырье и нефтяных топливах. За счет этого снижается расход греющего пара в подогревателях и кипятильниках ректификационных колонн и повышается качество полученных топлив. Реальный экономический эффект от энергосбережения после внедрения составляет более 2 млн. руб. в год с одной технологической установки. Выполнено тиражирование технических решений еще на две аналогичные установки разделения углеводородного сырья. Суммарный экономический эффект составляет более 6 млн. руб. в год.

Апробация работы и научные публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 16 научных работ, из них одна монография объемом 8 ус.печ.листов, 9 статей в сборниках научных трудов «Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии»; тезисы докладов на V- й конференции по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия-99», Нижнекамск; тезисы докладов на международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях» (ММТТ-14) г.Смоленск; (ММТТ-18) г.Казань, а так же получено два свидетельства на полезную модель насадочных элементов.

В постановке задачи исследования, выборе, реализации методов решения и внедрения в промышленность принимал участие к.т.н., доцент М.И.Фарахов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Аппараты для очистки жидкостей от дисперсной фазы являются важной составляющей частью при комплектовании технологической аппаратуры в теплоэнергетике, а так же в нефтехимической, нефтегазоперерабатывающей и родственным им отраслям промышленности. Системы водоочистки, подготовки жидких топлив, тепломассообменные аппараты и многие другие виды оборудования не могут работать без эффективной сепарации различных видов дисперсной фазы из рабочих жидкостей. Разнообразие условий работы установок и задач очистки вызывают необходимость в создании новых видов аппаратов разделения, модернизацию существующих и совершенствовании методов расчета их эффективности.

В диссертационной работе решена важная задача по энергосбережению и повышении качества углеводородных топлив на промышленной установке Сургутского ЗСК. Для этого использовалось математическое описание процесса осаждения капель, построенное на основе модели многоскоростного континиуума и новые конструкции сепарирующих насадок.

В процессе работы получены следующие результаты:

1. На основе анализа теплотехнологической схемы выбраны оптимальные место и метод обезвоживания углеводородной смеси для снижения энергозатрат при переработке.

2. На основе проведенного анализа методов выделения воды из углеводородных смесей выбран метод тонкослойного отстаивания в динамическом сепараторе.

3. Для решения поставленной задачи удаления свободной воды из жидкого углеводородного сырья разработана математическая модель процесса осаждения капель в тонкослойных отстойниках. В результате получено однородное квазилинейное уравнение первого порядка в частных производных, которое имеет неявное аналитическое решение.

4. Разработан алгоритм расчета процесса отстаивания с учетом эффекта стесненности, профилей скорости сплошной и концентрации дисперсной фаз.

5. С помощью ППФ рассчитаны профили скорости в потоке ШФЛУ в отстьойнике Е-30 и выбрана конструкция распределителя. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие применимость ППФ к моделированию работы динамических отстойников.

6. Проведены расчеты основных характеристик сепарационной зоны модернизированного отстойника Е-30.

7. Разработана и защищена свидетельством на полезную модель конструкция оригинальной регулярной насадки для сепаратора.

8. На основе проведенных расчетов разработаны технические решения по модернизации сырьевых отстойников Е-10, Е-20 и Е-30 значительно повышающие их эффективность.

9. Результаты аналитического контроля технологических потоков установки БИИиУПП показали высокую эффективность по отделению свободной воды в модернизированных отстойниках Е-10, Е-20 и Е-30. При стабильном технологическом режиме работы установки, сепарирующие насадки полностью отделят взвешенную воду и растворенный в ней метанол. Остаточная влага и метанол в потоке ШФЛУ после сырьевых отстойников оценивается на уровне предела растворимости в условиях показателей технологического процесса.

10. Выполнен сравнительный анализ энергетической и термодинамической эффективности схемы переработки нефтегазоконденсатной смеси до и после модернизации отстойников. Показано, что в модернизированной схеме достигается существенная экономия греющего пара, которая составляет в сумме около 5% (1800 т/год условного топлива на одной установке). Даны результаты расчетов теплового и эксергетического КПИ. В модифицированной теплотехнологической схеме эксергетический КПИ выше на 2,3%, чем существующий до модернизации.

11. Учитывая положительные результаты промышленного использования сепарирующих насадок в сырьевых отстойниках установки БИИиУПП Сургутского ЗСК, рекомендовано их промышленное внедрение для отделения остаточной влаги (химически связанной с растворенным в углеводородном потоке метанолом) в рефлюксных емкостях колонн ректификации изопентана и пропана БИИиУПП, а также рефлюксной емкости колонны ректификации К-1 установки моторных топлив.

12. Полученый экономический эффект после внедрения составил более 6 млн руб в год.

Разработанную математическую модель и алгоритмы расчета осаждения капель, конструкцию сепарирующих насадок можно использовать при решении задач по очистке нефтяных топлив от водной фазы и очистке воды от нефтепродуктов в теплоэнергетике, а так же в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

1. Энглин Б.А. Применение жидких топлив при низких температурах. М.: Химия, 1980.

2. Жулдыбин Е.Н., Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Способы и средства обезвоживания нефтепродуктов. М: ЦНИИТЭнефтехим, 1985.

3. Топлов С.М., Берлин М.А., Панасян Г.А., Коробко В.Д. Переработка углеводородных газов за рубежом. М.: ВНИИОЭНГ, 1980.

4. Наметкин С.С. Химия нефти. М.: Изд. АН СССР, 1955.

5. Т. Kuczynsky/ Petroleum Z. 19, 420 (1923).

6. Грановский М.Г., Лавров И.С., Смирнов О.В. Электрообработка жидкостей. Л.: Химия, 1976.

7. Гершуни С.Ш., Лейбовский М.Г. Оборудование для обезвоживания и обессоливания нефти в электрическом поле. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1983.

8. Бычков В.Е. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984.

9. Коваленко В.П. Турчанинов В.Е. Средства очистки нефтепродуктов от механических загрязнений. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1984.10. А.с.1382487 (СССР).

10. П.Покровский В.Н., Аракчеев Е.П. Очистка сточных вод тепловых электростанций. М.: Энергия, 1980.

11. Бабаев И.С. Безреагентные методы очистки высокомутных вод. М.: Стройиздат, 1978.

12. Демура М.В. Проектирование тонкослойных отстойников. Киев.: Буд1вельник, 1981.

13. Шпаковский Э.П. Отстаивание сточных вод в тонком слое. В кн.: Очистка и использование природных и сточных вод. Минск: 1973.

14. Иванов В.Г., Радци В.А. Исследование работы многоярусных отстойников // Темат. сб. науч. тр. «Очистка природных и сточных вод» 1975. № 171. С. 3.

15. Tanaka Karumi. Коцуёрай сигэн. J. Jan Aggregate Technol., 1983, 15. № 58.

16. Технические записи по проблемам воды. Пер. с англ. / Барак, Ж. Бернар и др. Под ред. Т.А. Карюхиной, И. Н. Чурбановой. М.: Стройиздат, 1983.

17. Miura M. Advances in Liguid Separation. Chem. Eng ng Progr., 1978.4.

18. Непаридзе Р.Ш., Разумовский Э.С., Исаева H.B. Результаты эксплуатационных испытаний установок заводского изготовления для очистки сточных вод с применением тонкослойных модулей // Научные труды АКХ, 1981. № 188. С. 35.

19. Клячко В.А., Либерман Б.С. Тонкослойный многоярусный отстойник с радиальным течением воды для очистки природных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1976. № 11. С. 25.

20. Очистка производственных сточных вод / C.B. Яковлев, Я.А. Карелин, Ю.М. Ласков, Ю.В. Воронов. М.: Стройиздат. 1979.

21. Курганов A.M., Федоров Н.Ф. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотведения. Справочник / Под общ.ред.А.М.Курганова. Л.: Стройиздат. Ленингр. отд., 1986.

22. Либерман Б.С. Исследование и разработка конструкции многоярусноготонкослойного отстойника для очистки природных вод: Автореф. дис.канд. техн. наук. М.: 1978.

23. Казарян В.А, Саркисян Х.К., Залетова H.A., Корабельников В.М Очистка поверхностных сточных вод тонкослойным отстаиваниием // Водоснабжение и санитарная техника, 1986. № 3. С. 14.

24. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, Ленингр. отд. 1977.

25. Николадзе Г.И., Минц Д.М., Кастальский A.A. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения. М.: Высшая школа, 1984.

26. Определение движения потока на ламелите при тонкослойном отстаивании. Калинков П. «Год. Высш. ин-т архит. И. стр-во. София», 1981-1982(1983). С. 7-29.

27. Демура М.В., Чижов В.И. Разделение суспензий в наклонном элементе. В кн.: Процессы и сооружения для разделения взвесей при очистке природных и сточных вод, Материалы семинара. М.: 1980. С. 43.

28. Терновцев В.Е., Пухачев В.М. Очистка промышленных сточных вод. Киев: Буд1вельник, 1986.

29. А.с.841640(СССР). Б.И., 1981, №24.

30. А.с.927269 (СССР). Б.И., 1982, №18.

31. A.c. 1176908 (СССР). -Б.И., 1985, №33.

32. Патент 56-37.845 (Япония).

33. A.c. 1005823 (СССР). Б.И., 1983, №11.

34. А.с.861333 (СССР). Б.И., 1981, №33.

35. А.с.660693 (СССР). -Б.И., 1979, №17.

36. А.с.712104 (СССР). Б.И., 1980, №4.

37. Пат. 1351801 Великобритании, 1971.

38. Патент 2116061 (Великобритания).

39. A.c. 1174054 (СССР). Б.И., 1985, №31.

40. Патент 54 11.545 (Япония).42. Патент 3307673 (ФРГ).

41. А.с.783240 (СССР). Б.И., 1980, №44.

42. А.с.778745 (СССР). -Б.И., 1980, №42.45. Пат 177339 ГДР, 198046. Пат. 2721833 ФРГ, 197747. Пат. 3852199 США, 1974.

43. Фролова М.К., Хайт Ю.А., Азараева Р.П., Шилко Н.В. Отстойник для очистки шахтных вод // Водоснабжение и санитарная техника. 1986. -№9.-С. 19-20.49. Пат. 2030618 ФРГ, 1978.

44. Пат. 50-6663 Япония, 1972.51. Пат. 1914593 ФРГ, 1969.52. A.C. 1072874 СССР, 1984.53. Пат. 3239470 ФРГ, 1984.

45. Броунштейн Б.И., Щеголев В.В. Гидродинамика. Массо- и теплообмен в колонных аппаратах. JL: Химия, 1988.

46. Ягодин Т.А., Каган С.З., Тарасов В.В. Основы жидкостной экстракции. -М.: Химия, 1981.

47. Броунштейн Б.И., Железняк A.C. Физико-химические основы жидкостной экстракции. — М.: Химия, 1966.

48. Берестовой A.M. Жидкостная экстракция в химической промышленности. -JL: Химия, 1977.

49. Coy С. Гидродинамика многофазных сред. М.: Мир, 1971.

50. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. М.: Мир, 1972.

51. Дейч М.Е., Филлипов Г.А. Гидродинамика двухфазных сред. М.: Энергоиздат, 1981.

52. Петров К.П. Аэродинамика тел простейших форм. М.: Издательство «Факториал», 1998.

53. Овчинников A.A., Николаев H.A. Основы гидромеханики двухфазных сред: Учебное пособие. Казань, КГТУ, 1998.

54. Алексеев Д.В., Николаев H.A., Лаптев А.Г. Комплексная очистка стоков промышленных предприятий методом струйной флотации. Казань: КГТУ, 2005.

55. Лаптев А.Г. Модели переноса и эффективность жидкостной экстракции. Казань: Казан. Гос. энерг. ун-т, 2005

56. Новые конструкции отстойников / Л .Я. Ясипович, В.В. Зинкевич,

57. B.М. Колинько, М.Г. Лейбовский. Обзорная информация. Хим. и нефтехим. машиностроение. ЦИНТИхимнефтемаш, 1985.

58. Шпаковский Э.П. Исследование процессов седиментации грубодисперсных примесей в тонкослойных отстойниках. Автореф. дис.канд. техн. наук. М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1975.

59. Егоров А.И. Современные методы обработки воды. В сб. научн. тр. ВНИИ ВОДГЕО: Совершенствование систем водоснабжения, очистки сточных вод и сооружений промышленной гидротехники. М.: 1984. С. 15.

60. Кобозев И.С. Осветители со взвешенным осадком, оборудованные тонкослойными модулями. — В сб.: Процессы и сооружения для разделения взвесей при очистке природных и сточных вод. Материалы семинара, М.: 1980. С. 49.

61. Карпинский Ю.И. Определение параметров отстойника тонкослойной сепарации. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. Реф. научно-техн. сб.

62. Лейтес И.Л., Сосна М.Х., Семенов В.П. Теория и практика химической энерготехнологии. М.: Химия, 1988.

63. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А. Организация энерготехнологических комплексов в нефтехимической промышленности. М.: МЭИ, 2001.

64. Лаптев А.Г., Минеев Н.Г., Мальковский П.А. Проектирование и модернизация аппаратов разделения в нефте и газопереработке. Казань. Издательство: "Печатный двор", 2002.

65. Ясавеев Х.Н., Лаптев А.Г., Фарахов М.И. Модернизация установок переработки углеводородных смесей. Казань: КГЭУ, 2004.

66. Тимофеев В.С., Фролкова А.К., Бенюнес Хассиба. Разработка принципов создания энергосберегающих технологий разделения многокомпонентных промышленных смесей // Сб. науч. трудов Рос. Хим.-технол. Ун-т. 2001. № 179. С. 125-131.

67. Клименко В.Л., Костерин Ю.В. Энергоресурсы нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Л.: Химия, 1985.

68. Дьяконов С.Г., Елизаров В.И., Лаптев А.Г. Теоретические основы и моделирование процессов разделения веществ. Казань: КГУ, 1993.

69. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Миндубаев Р.Ф. Очистка газов от аэрозольных частиц сепараторами с насадками. Казань: Издательство «Печатный двор», 2003.

70. А.с. РФ №98119407/20 Насадка для тепло-массообменных процессов / Фарахов М.И., Ясавеев Х.Н., Мальковский П.А. и др. от 25.11.98 г.

71. Фарахов М.И., Лаптев А.Г., Афанасьев И.П. Сепарация дисперсной фазы из жидких углеводородных смесей в нефтепереработке и энергосбережение: Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2005.

72. Нигматуллин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука.1978.

73. Нигматуллин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: 1987.

74. Рахматуллин Х.А. Газовая и волновая динамика. М.: Химия, 1983.

75. Deen N.G., Solberg Т., Hjertager В.Н. Numerical Simulation of the GasLiquid Flow in a Cross-sectioned Bubble Column // 14th Int. Congr. of Chem. and Process Eng.- Praha, Aug. 27-13. 2000. P. 1-18.

76. Jakobsen H.A. Sannaes B.H., Grecskott S., Svendsen Ii.F. Modeling of vertical bubble-driven flows // Ind. Chem. Res. 1997. 36. P. 4052-4074.

77. Markatos N.C. Mathematical modelling of single and two-phase flow problems in the process industries // Revue de l'Institut Frangais du Pe'trole. 1993. v.48. № 6. P. 631-662.

78. Sato Y., Sekoguchi K. Liquid velocity distribution in two-phase bubble flow // Int. J. Multiphase Flow. 1975. V. 2. P. 79.

79. Hewitt G.F. et al., Multiphase science and technology // Washington-N.J.-London, Hemisphere Publishing Corporation. 1987.

80. Протодьяконов И.О. Гидродинамика и массообмен в дисперсных системах жидкость-твердое тело. Л.: Химия. 1987.

81. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А., Афанасьев И.П. Моделирование движения капель в отстойниках // Массообменные процессыи аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань. 2001. С. 219-224.

82. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А, Афанасьев И.П. Моделирование течения двухфазных сред // Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань. 1998. С. 211-219.

83. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А., Афанасьев И.П. Расчет течений жидких дисперсных сред // Сборник трудов 12 международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях. Смоленск, 2001. Т. 3. С. 34-36.

84. Фарахов М.И., Садыков И.Х., Казанцев С.А, Афанасьев И.П. Численное моделирование всплытия и осаждения капель в жидкости // Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань. 1998. С. 70-75.

85. Фарахов М.И., Афанасьев И.П., Казанцев С.А. Учет влияния профиля скорости дисперсного потока при моделировании работы отстойника // Тепломассообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. научн. тр. Казань. 2002. С. 161-166.

86. Fish I.L., Lawrence P., Atkinson E. Sedimentation in the Charta Canal, Nepal, HR Report OD 85, Hydraulics Research, Wallingford, UK, 1986. p. 3-11.

87. Atkinson E. The Vortex Tube Sediment Extractor: A Flow Analysis and its design Implications, Report OD/TN 51, Hydraulics Research, Wallingford, UK, 1991. p. 3-15.

88. Y.S.Chen and S.W.Kim, 'Computation of turbulent flows using an extended k-e turbulence closure model', NASA CR-179204, (1987).

89. DJ.Monson, H.L.Seegmiller, P.K.McConnaughey and Y.S.Chen, 'Comparison of experiment with calculations using curvature-corrected zero and two-equation turbulence models for a two- dimensional U-duct', AIAA 90-1484, (1990).

90. Гельперин Н.И., Пебалк B.JL, Кастанян А.Е. Структура потоков и эффективность колонных аппаратов химической промышленности. М.: Химия. 1977.

91. Кафаров В.В. Основы массопередачи. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1989.

92. Кафаров В.В., Комиссаров Ю.А., Ветохин В.Н. и др. Исследования влияния деформации параметров структуры потоков пара и жидкости наэффективность тарельчатых массообменных аппаратов // ЖПХ. 1990. Т 83. №9. С. 1994-1998.

93. Кафаров В.В., Шестопалов В.В., Комиссаров Ю.А. и др. Исследование структуры потока жидкости на ситчатых тарелках промышленного масштаба // ТОХТ. 1974. Т. 8. № 5. С. 732-738.

94. Попырин JI.C. Математическое моделирование и оптимизация теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1978.

95. Валиев Р.Н. Повышение энергетической и термодинамической эффективности стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен в производстве изопена. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Казань: Каз. гос. энерг. ун-т, 2001.

96. Бродянский В.М., Верхивкер Г.П., Карчев Я.Я. и др. Эксергетические расчеты технических систем: Справочное пособие. Киев: Наук. Думка, 1991.

97. Аракелов В.Е., Кремер А.И. Методические вопросы экономии энергоресурсов. М.: Энергоатомиздат, 1990.