Описано послідовність розробки моделей та алгоритмів для технологічного процесу первинної переробки нафти, а також вирішення проблеми оптимального управління у формі стохастичного програмування для нафтопереробних технологічних процесів з імовірнісними характеристиками. Для вирішення проблеми оптимізації технологічної системи за допомогою методу Лагранжа розглянуто задачу розробки декомпозиційних алгоритмів та запропоновано метод, заснований на перетворенні початкового завдання за принципом детермінованого аналога. Розглянуто побудову оптимальної системи управління, створеної на базі розроблених моделей, алгоритму оптимізації та принципів автоматичного регулювання режимних параметрів установки первинної переробки нафти.

На основі отриманої авторами математичної моделі процесу сепарації побудована лінеаризована модель, яка є справедливою для малих відхилень вхідних величин від деяких базових значень. Лінеаризовані математичні моделі надали змогу визначити матричні передавальні функції об'єкта керування та побудувати структурні схеми як першої та другої ступенів сепарації, так і об'єкта в цілому. У результаті аналізу матричних передавальних функцій і структурних схем виявлено, що існують перехресні зв'язки, що ускладнюють процес керування таким об'єктом. Отримані результати послужать основою для вивчення властивостей процесу сепарації як об'єкта керування, а саме: спостережливість і керованість, а також для синтезу автоматичної системи керування процесом сепарації нафти.

Запобігання технологічним втратам нафти є актуальним завданням сучасних нафтовидобувних підприємств. Для зменшення негативного впливу на навколишнє середовище особливої актуальності набуває розробка нових технологічних рішень та перспективних технологій із застосуванням високоефективного обладнання. Проведено дослідження нафтової емульсії Старосамбірського родовища. Виконані лабораторні дослідження хвильової обробки нафтової емульсії з метою вилучення легких фракцій нафти (ЛФН) та зменшення втрат нафти. Запропоновано застосування методу хвильової обробки нафт для її ефективної сепарації та деемульсації.

На основі попередньо розробленої авторами математичної моделі процесу двоступеневої сепарації для двох горизонтально розміщених сепараторів побудовано спрощену лінеаризовану математичну модель окремо для першого та другого ступенів сепарації. Проведене дослідження є справедливим для малих відхилень вхідних величин від деяких базових значень. Дане спрощення надало змогу визначити матричні передавальні функції об'єкта керування та побудувати структурні схеми як першої, так і другої ступенів сепарації. Отримані результати будуть використані для синтезу автоматичної системи керування процесом сепарації нафти та при створенні математичної моделі в програмному продукті MatLab.

На основі отриманої авторами лінеаризованої математичної моделі процесу двоступеневої сепарації нафти здійснено налаштування параметрів ПІ- і ПІД-регуляторів системи автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації нафти. Налаштування параметрів методом розміщення полюсів надає змогу однозначно визначити параметри налаштування ПІД-регулятора через параметри передавальних функцій за умови, що на p -площині вибрані відповідні точки з координатами, які характеризують ступінь стійкості та коливальність відповідного контуру керування. Отримані результати налаштування параметрів ПІ- і ПІД-регуляторів системи автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації нафти будуть використані для проведення імітаційного моделювання в програмі математичної лабораторії MATLAB.

Дана сравнительная характеристика показателей, применяемых для определения качества нефти при ее подготовке к переработке. Для снижения выбросов вредных веществ от установок первичной переработки нефти предложено использовать автоматизированную систему контроля качества, предусматривающую оперативную обработку информации, получаемой от датчиков, размещенных на материальных потоках. Повышение качества нефтепродуктов до уровня, установленного европейскими стандартами, и обеспечение высоких экологических показателей производства таких продуктов соответствуют целям, определенным Энергетической стратегией Украины на период до 2035 г. Основным контролируемым параметром качества нефти может быть ее относительная диэлектрическая проницаемость.

На базі розробленої математичної моделі двоступеневої сепарації нафти проведено ідентифікацію параметрів, що надало змогу створити імітаційну модель для першого та другого ступенів сепарації. Досліджену числовим методом в програмі MatLab імітаційну модель можна використовувати для синтезу ефективних систем керування процесом двоступеневої сепарації та створення математичних моделей у термінах "вхід-вихід".

Розглянуто розробку детермінованих і імовірнісних моделей і алгоритму управління для технологічного процесу первинної переробки нафти, а також розв'язання задачі оптимального управління в формі стохастичного програмування. Для оптимізації функціонування досліджуваної технологічної системи методом множників Лагранжа розроблено декомпозиційний алгоритм і метод, заснований на перетворенні початкового завдання за принципом детермінованого аналога. Запропоновано принципи побудови оптимальної системи управління, створеної на основі розроблених моделей, алгоритму оптимізації та елементів автоматичного регулювання режимних параметрів установки первинної переробки нафти.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л540.1

Рубрики:

Підготовка нафти до перероблення

Шифр НБУВ: Ж101173 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Визначено основні характеристики нафт, що підлягають зневодненню, та розчинів блоккополімерів, що застосовувались як деемульгатори. Вивчено вплив тривалості відстоювання емульсії та кількості витраченого деемульгатора на ефективність зневоднення емульсії. Виконано дослідження деемульгаторів на штучних нафтових емульсіях, приготовлених з використанням суміші східноукраїнської, орховицької, коханівської нафт та водного розчину NaCl, що відрізнялись кількісним вмістом і способом приготування. Для подальших досліджень вибрано деемульгатор з молекулярною масою 3500 та співвідношенням оксид етилену/оксид пропілену - 85/15. На даний деемульгатор розроблено технічні умови як на продукт із промисловою назвою "Деемульгатор ДМ-3". Визначено оптимальні параметри процесу зневоднення штучно приготовлених емульсій з суміші нафт і пасткового нафтопродукту. Зазначено, що оптимальна кількість пасткового продукту в емульсії, за якої відбувається процес зневоднення, становить не більше 10%. Для покращення мийних властивостей до деемульгатора додавали поліетиленгліколь (ПЕГ) з молекулярною масою 400. Встановлено, що додавання ПЕГ збільшує деемульгуючу здатність деемульгатора на 14 - 16% в умовах температур зневоднення 60 - 70 °С та на 3% за температури 80 °С. Наведено рецептуру та технологічну схему одержання деемульгатора ДМ-3. Встановлено, що досліджувані деемульгатори гальмують корозійні процеси та виявляють захисний ефект. ДМ-3 проявив найбільші захисні властивості на рівні 42,8%. Вивчено ефективність деемульгатора ДМ-3 у промислових умовах.

Досліджено питання автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації. Проведено комплексний аналіз та узагальнення існуючих методів та засобів сучасного стану первинної підготовки нафти, призначених для автоматичного керування процесом сепарації, визначено основні напрямки їх розвитку та удосконалення. Розроблено узагальнену математичну модель двоступеневої сепарації нафти. Згідно математичної моделі розроблено структурну схему процесу керування двоступеневою сепарацією нафти. Здійснено лінеаризацію математичної моделі та досліджено її властивості. На основі структурної схеми процесу двоступеневої сепарації, синтезовані автономні та комбіновані системи керування першою та другою ступенями сепарації нафти. Відповідно до визначеної структури автоматичної системи керування процесом двоступеневої сепарації, здійснено вибір параметрів налаштування ПІ- і ПІД-регуляторів. Розроблено і лінеаризовано математичну модель процесу двоступеневої сепарації натфи установкою «НСП-Микуличин» та ідентифіковано її параметри. На основі математичної моделі та ідентифікованих параметрів в умовах «НСП-Микуличин», проведено імітаційне моделювання двоступеневого процесу сепарації. Синтезовано комбіновану систему автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації установкою «НСП-Микуличин». Ідентифіковано та обчислено параметри лінеаризованих математичних моделей. Обчислено параметри налаштування регуляторів двоступеневої сепараційної системи в умовах «НСП-Микуличин». Проведено імітаційне моделювання системи автоматичного керування процесом двоступеневої сепарації в умовах «НСП-Микуличин». Розроблено алгоритмічну структуру автоматичної системи керування процесом сепарації нафти на основі якої розроблено структурну схему автоматичної системи керування в умовах «НСП-Микуличин».