МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ДИНАМІЧНОГО ПРОЦЕСУ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОЇ СЕПАРАЦІЇ

Анотація

Газ, добутий зі свердловини, містить домішки - кисень, азот, сірководень, а також конденсат, важкі вуглеводні бутан пропан та їх похідні. Перш ніж газ направити споживачам, його очищають. Процес очищення газу протікає у дві стадії; на першій його очищають від механічних домішок, а на другій стадії із газу вилучають воду важкі вуглеводи й конденсат. У випадку, коли газ під високим тиском (не менше 14 МПа) виходить зі свердловини, ефективним методом його очищення є низькотемпературна сепарація, в основі якої лежить ефект Джоуля-Томсона. Суть ефекту Джоуля-Тлмсона у тому, що процес дроселювання природного газу зумовлює пониження його температури до мінусових значень. Умовою ефективності процесу низькотемпературної сепарації є дотримання технологічного регламенту, який забезпечується засобами місцевої автоматики, яка виконує функції стабілізації параметрів технологічного процесу. Наявні системи автоматичної стабілізації є одноконтурними й не враховують існування перехресних зв’язків між технологічними параметрами, що значно знижує ефективність процесу низькотемпературної сепарації. Тому метою роботи було створення математичної моделі процесу низькотемпературної сепарації, що дало змогу виявити  існуючі перехресні зв’язки між технологічними параметрами, що є методологічною основою синтезу ефективної системи керування процесом сепарації. На основі закону збереження кількості речовини й закономірностей обміну речовин між рідкою і газовою фазою отримані математичні моделі статики та динаміки процесу низькотемпературної сепарації у термінах «вхід-вихід». Виконана лінеаризація математичної моделі динаміки процесу низькотемпературної сепарації та на її основі отримана матрична передавальна функція об’єкта, що дало змогу формалізувати канали внутрішніх взаємовпливів між вхідними та вихідними величинами.