ҚЫШҚЫЛ СУДЫ ЖИНАУ ЖӘНЕ ТАЗАРТУ ПРОЦЕСІНІҢ ЦИФРЛЫҚ ЕГІЗІН ӘЗІРЛЕУ

Мұнай-газ саласында шикі газды айдау барысында қышқыл суды жинау және тазарту – маңызды технологиялық үдеріс. Аталған үдерісті оңтайлы басқару өндірістің тиімділігін арттыруға, қоршаған ортаға қышқыл қосындылар мен көмірқышқыл газының шығарылуын азайтуға, сондай-ақ мұнай-газ индустриясының өсіп келе жатқан қажеттіліктері аясында табиғи ресурстарды ұтымды пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл зерттеу Honeywell Unisim Design бағдарламалық жасақтамасын пайдалана отырып, цифрлық егізді жобалауға арналған. Негізгі назар динамикалық модель аясында диапазонды бөлу (ағылш. split-range control) басқару жүйесін әзірлеу мен енгізуге бағытталады. Жасалған модель тарихи деректер негізінде талданып, оның дәлдігі тексерілді. Цифрлық егізді Experion PKS таратылған басқару жүйесіне біріктіру мақсатында C300 өнеркәсіптік контроллер үшін басқару стратегиясы мен операторларға арналған HMIинтерфейс әзірленді. Ұсынылған цифрлық егіз жаңа басқару схемаларын құру және сынақтан өткізу, параметрлерді оңтайландыру, сондай-ақ қауіпсіздік жүйесін баптау үшін жаңа мүмкіндіктер ұсынады. Honeywell компаниясы жүргізген тұтынушылық сауалнамаға сәйкес, цифрлық егіздерді енгізу жобалауға жұмсалатын күрделі шығындарды 10%-дан астам қысқартуға, әзірлеу уақытының 10%-ға азаюына және зауыт өнімділігінің 3–8%-ға артуына мүмкіндік береді.

1. Benson, C., Dimopoulos, C., Argyropoulos, C.D., Varianou Mikellidou, C., and G. Boustras. Assessing the common occupational health hazards and their health risks among oil and gas workers, Safety Science, 140, 105284 (2021). https://doi.org/10.1016/j.ssci.2021.105284.

2. Nalinakshan, S., Sivasubramanian, V., Ravi, V., Vasudevan, A., Sankar, M.R, and K. Arunachalam. Progressive crude oil distillation: An energy-efficient alternative to conventional distillation process, Fuel, 239, 1331–1337 (2019). https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.11.033.

3. Kinsara, R.A. and A. Demirbas. Upgrading of crude oil via distillation processes, Petroleum Science and Technology, 34 (14), 1300–1306 (2016). https://doi.org/10.1080/10916466.2016.1200080.

4. Tengku Hassan, T.N.A., Shariff, A.M., Mohd Pauzi, M.M., Khidzir, M.S., and A. Surmi. Insights on Cryogenic Distillation Technology for Simultaneous CO2 and H2S Removal for Sour Gas Fields, Molecules, 27(4) (2022). https://doi.org/10.3390/molecules27041424.

5. Farhadian, A., Go, W., Yun, S., Rahimi, A., Reza Nabid, M., Iravani, D., and Y. Seo. Efficient dualfunction inhibitors for prevention of gas hydrate formation and CO2/H2S corrosion inside oil and gas pipelines, Chemical Engineering Journal, 431, 134098 (2022). https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.134098.

6. De Farias Soares, A., Dellosso Penteado, E., Ramalho Diniz. A.A., and A. Komesu. Influence of operational parameters in sour water stripping process in effluents treatment, Journal of Water Process Engineering, 41, 102012 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2021.102012.

7. Daniel, A., Sriramulu, S., Partheeban, N., and S. Jayagopalan, Digital Twin Technology and Applications, (New York, 2024), 400 p. https://doi.org/10.1201/9781003469612.

8. Mounaam, A., Harmen, Y., Chhiti, Y., Souissi, A., Salouhi, M. and M. El Khouakhi, UnisimDesign Simulation and Analysis of a Sulphuric Acid Manufacturing Plant with Double Absorption Process, in Proceedings of the 10th International Conference on Simulation and Modeling Methodologies, Technologies and Applications – SIMULTECH, IN-STICC. SciTePress, 2020, pp. 91–100. https://doi.org/10.5220/0009832300910100.

9. Usmani, S., Gonzalez Quiroga, A., Vasquez Padilla, R., Palmer, G., and M. Lake, Simulation model of the characteristics of syngas from hardwood biomass for thermally integrated gasification using unisim design tool, Energy, 211, 118658 (2020). https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118658.

10. Zi´ołkowski, P., Madejski, P., Amiri, M., Ku´s, T., Stasiak, K., Subramanian, N., Pawlak-Kruczek, H., Badur, J., Nied´zwiecki, and D. Mikielewicz. Thermodynamic Analysis of Negative CO2 Emission Power Plant Using Aspen Plus, Aspen Hysys, and Ebsilon Software, Energies, 14(19) (2021). https://doi.org/10.3390/en14196304.

11. Shirdel, S., Valand, S., Fazli, F., Winther-Sørensen, B., Aromada, S.A., Karunarathne, S., and L. E. Øi. Sensitivity Analysis and Cost Estimation of a CO2 Capture Plant in Aspen HYSYS, ChemEngineering, 6(2) (2022). https://doi.org/10.3390/chemengineering6020028.

12. Yandrapu, V.P., and N.R. Kanidarapu. Energy, economic, environment assessment and process safety of methylchloride plant using Aspen HYSYS simulation model, Digital Chemical Engineering, 3, 100019 (2022). https://doi.org/10.1016/j.dche.2022.100019.

13. Kartal, F. and U. ¨Ozveren. A comparative study for biomass gasification in bubbling bed gasifier using Aspen HYSYS, Bioresource Technology Reports, 13, 100615 (2021). https://doi.org/10.1016/j.biteb.2020.100615.

14. Olugbenga, A.G., Al-Mhanna, N.M., Yahya, M.D., Afolabi, E.A., and M.K. Ola. Validation of the Molar Flow Rates of Oil and Gas in Three-Phase Separators Using Aspen Hysys, Processes, 9 (2) (2021). https://doi.org/10.3390/pr9020327.

15. K¨okdemir, B., and N. Acaralı. A novel study on CHEMCAD simulation of isopropyl alcohol dehydrogenation process development, Journal of the Indian Chemical Society, 98(3), 100035 (2021). https://doi.org/10.1016/j.jics.2021.100035.

16. De Oliveira Hansen, J.P., da Silva, E.R., Bilberg, A., and C. Bro. Design and development of Automation Equipment based on Digital Twins and Virtual Commissioning, Procedia CIRP, 104, 1167–1172 (2021) 54th CIRP CMS 2021 - Towards Digitalized Manufacturing 4.0. https://doi.org/10.1016/j.procir.2021.11.196.

17. Reyes-L´ua, A., Zotic˘a, C., Forsman, K., and S. Skogestad. Systematic Design of Split Range Controllers, IFAC-PapersOnLine, 52(1), 898–903 (2019) 12th IFAC Symposium on Dynamics and Control of Process Systems, including Biosystems DYCOPS 2019. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2019.06.176.

18. Machado, D.O., S´anchez, A.J., Gallego, A.J., de Andrade, G.A., Normey-Rico, J.E., Bordons, C., and E.F. Camacho. Split-range control for improved operation of solar absorption cooling plants, Renewable Energy, 192, 361–372 (2022). https://doi.org/10.1016/j.renene.2022.04.064.

19. Samigulina, G.A., Samigulina, Z.I., and Zh.S. Lukmanova. Сognitive smart-technology of distance learning of Experion PKS distributed control system for oil and gas industry using ontological approach, News of the Academy of sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences, 1, 23–30 (2020). https://doi.org/10.32014/2020.2518-170X.3.

20. Haydary, J. Chemical Process Design and Simulation: Aspen Plus and Aspen Hysys Applications, (John Wiley & Sons, Incorporated, 2019).

21. Liu, Z. and I. Karimi. Simulation of a combined cycle gas turbine power plant in Aspen HYSYS, Energy Procedia, 158, 3620–3625 (2019). https://doi.org/10.1016/j.egypro.2019.01.901.

22. Basyouny, A. Experimental validation of numerical two-phase flow in a horizontal separator, Results in Engineering, 15, 100476 (2022). https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100476.

23. Otitoju, O., Oko, E., and M. Wang. Modelling, scale-up and techno-economic assessment of rotating packed bed absorber for CO2 capture from a 250 MWe combined cycle gas turbine power plant, Applied Energy, 335, 120747 (2023). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.120747.

24. Commission, I.E. et al. Programmable controllers-part 3: Programming languages, IEC 61131-3 (Ed. 2.0), 2002.