Проектирование технологической схемы установки производства гелия

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Ешисамбуева, Аягма Батожаргаловна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Целью данной работы является проектирование установки производства гелия низкотемпературным способом. В процессе исследования спроектировано несколько технологических схем получения гелия. Проведен анализ схем с помощью варьирования перепада давления в дросселирующих устройствах и турбодетандерах. Разработан комплекс критериев, по которым сравнивались технологические схемы. В результате спроектирована установка получения гелия низкотемпературным способом, с максимальным выходом целевого продукта, с меньшими затратами и высоким выходом побочных продуктов.
Степень внедрения: находится на стадии исследования. Область применения: результаты данной работы могут быть внедрены в проект Амурского газоперерабатывающего завода.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 15
1. Обзор литературы ………………………………………………………………………………….. 16
1.1 Назначение и свойства гелия…………………………………………………………….. 16
1.2 Месторождения природного газа с повышенным содержанием гелия в
России и в мире ………………………………………………………………………………………… 18
1.2.1 Запасы зарубежных стран ………………………………………………………………. 20
1.2.2 Запасы России ……………………………………………………………………………….. 23
1.3 Извлечение гелия из природного газа России и за рубежом ……………… 26
1.3.1 История модернизации процесса извлечения гелия ……………………… 27
1.3.2 Способы извлечения гелия …………………………………………………………….. 29
1.3.3 Низкотемпературный способ получения гелия ……………………………….. 31
2 Объект и методы исследования …………………………………………………………………. 36
2.1 Объект исследования …………………………………………………………………………… 36
2.2 Метод исследования ……………………………………………………………………………. 37
3 Расчет и аналитика ……………………………………………………………………………………. 39
3.1 Проектирование работы установки производства гелия в программной
среде Aspen HYSYS ………………………………………………………………………………….. 39
3.2 Проектирование схемы с охлаждением смеси в турбодетандере …………… 41
3.3 Проектирование схемы с охлаждением смеси в теплообменнике………….. 48
3.4 Проектирование схемы с охлаждением в каскаде дросселирующих
устройств ………………………………………………………………………………………………….. 53
4. Результаты проведенного исследования …………………………………………………. 58
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение …… 59
5.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………….. 59
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………. 59
5.1.2 Диаграмма Исикавы……………………………………………………………………….. 59
5.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации …………………………… 62
5.1.4 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования …………………………………………………………………………………………. 63
5.2 Инициация проекта ……………………………………………………………………………… 63
5.2.1 Цели и результат проекта ……………………………………………………………. 64
5.2.2 Организационная структура проекта …………………………………………… 64
5.2.3 Ограничения и допущения проекта……………………………………………… 65
5.3 Планирование управления научно-техническим проектом …………………… 66
5.3.1 Иерархическая структура работ проекта …………………………………………. 66
5.3.2 Контрольные события проекта ……………………………………………………….. 67
5.3.3 План проекта …………………………………………………………………………………. 67
5.4 Бюджет научного исследования …………………………………………………………… 68
5.4.1 Расчет затрат на сырье, материалы, покупные изделия и
полуфабрикаты ………………………………………………………………………………………. 69
5.4.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ ……… 70
5.4.3 Основная заработная плата исполнителей ………………………………………. 70
5.4.4 Дополнительная заработная плата исполнителей ……………………………. 72
5.4.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ………. 72
5.4.6 Научные и производственные командировки ………………………………….. 73
5.4.7 Оплата работ, выполняемых сторонними организациями ……………….. 73
5.4.8 Накладные расходы ……………………………………………………………………….. 73
5.4.9 Формирование бюджета затрат научно–исследовательского проекта 73
5.4.10 Организационная структура проекта …………………………………………….. 75
5.4.11 Матрица ответственности …………………………………………………………… 75
5.4.12 План управления коммуникациями проекта ………………………………….. 76
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ………………………. 76
5.5.1 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………… 76
6. Социальная ответственность ………………………………………………………………….. 80
6.1 Производственная безопасность ………………………………………………………….. 81
6.1.1 Анализ выявленных вредных и опасных факторов на рабочем месте . 81
6.2 Экологическая безопасность …………………………………………………………….. 84
6.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 84
6.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………. 85
Выводы и рекомендации по разделу ………………………………………………………….. 86
Заключение …………………………………………………………………………………………………. 87
Список использованных источников ……………………………………………………………. 88
Приложение А …………………………………………………………………………………………….. 92

Уникальность гелия определяется свойствами, которые обуславливают
широчайший спектр его использования, причем в большинстве случаев гелий
не имеет альтернативы. Гелий широко используется в металлургии, в пищевой
промышленности, в качестве хладагента для получения сверхнизких
температур, для наполнения воздухоплавающих судов, в качестве
теплоносителя в некоторых типах ядерных реакторов. Уже одно перечисление
областей применения гелия свидетельствует о том, что он может быть отнесен
к высокотехнологичным материалам и стратегически важным природным
ресурсом.
Основными источниками для производства гелия в промышленном
масштабе являются природный и попутный нефтяной газ, в которых
содержание гелия может достигать более 1% об. Для сравнения в приземном
слое атмосферы Земли содержится порядка 0,000527% об. гелия, что
обусловлено его низкой массой и слабым удерживанием гравитационным
полем.
Перспективы России на мировом рынке гелия связаны с освоением и
разработкой месторождений Восточной Сибири (Чаяндинское и
Ковыктинское).
1. Обзор литературы

В рамках данной работы рассмотрен процесс получения гелия
низкотемпературным способом. Подробно разобраны свойства гелия,
месторождения природного газа с повышенным содержанием гелия, его запасы
в России и в мире, а также способы извлечения гелия.
Спроектированы три вида схем с охлаждением азотно-гелиевой смеси в
турбодетандере (1 вариант), с охлаждением смеси в теплообменнике (2
вариант) и с охлаждением в каскаде дросселирующих устройств (3 вариант).
Анализируя литературный обзор и варьируя различные параметры в
схеме, выявлено, что лучший способ для сравнения схем – это изменение
перепада давлений в дросселирующих устройствах или турбодетандерах.
Подобраны критерии оценки для сравнения схем. Проведен анализ
каждой схемы путем варьирования перепада давления в дросселирующих
устройствах и турбодетандере.
Выявлена наиболее эффективная схема, это схема с охлаждением в
каскаде дросселирующих параметров. Степень извлечения гелия составила
99,99 % масс. от максимального выхода продукта. Расход гелиевого
концентрата равен 1542 м3/ч, а также содержание гелия в концентрате 76,47 %
об. При варьировании перепада давлений в дросселирующем устройстве
параметры не изменились.
Также эффективной схемой является вариант с охлаждением азотно-
гелиевой смеси в турбодетандере. Расход гелиевого концентрата равен 1618,3
м3/ч, а также содержание гелия в концентрате 69,5 % об. При повышении
перепада давления на 100 кПа в турбодетандере содержание гелия в
концентрате увеличивается до 71,44 % об.
Данная тема на сегодняшний день очень актуальна в связи со
строительством газопровода «Сила Сибири» и Амурского
газоперерабатывающего завода. Данная разработка может найти
промышленное внедрение на Амурском ГПЗ.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Проектирование технологической схемы установки производства гелия»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)