Inventory number IRN Number of state registration
0220РК00863 AP05130712-OT-20 0118РК00641
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Заключительный Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 1
Number of books Appendicies Sources
1 6 20
Total number of pages Patents Illustrations
67 0 17
Amount of funding Code of the program Table
14000000 AP05130712 2
Code of the program's task under which the job is done
Г.2018
Name of work
Разработка технологических основ разделения газовых смесей на модульных проточных устройствах в контексте энергоэффективности и влияния на окружающую среду
Report title
Type of work Source of funding The product offerred for implementation
Applied Метод, способ
Report authors
Косов Владимир Николаевич , Федоренко Ольга Владимировна , Красиков Сергей Анатольевич , Асембаева Мансия Кабыловна , Калимов Адилет Болатович , Тукен Мадина Бауыржанкызы ,
0
1
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения "Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики" РГП на праве хозяйственного ведения "Казахский Национальный универститет им. Аль-Фараби" министерства образования и науки РК
Abbreviated name of the service recipient ДГП на ПХВ «НИИЭТФ»
Abstract

Объектом исследования являются углеводородные газы и их смеси.

Зерттеу нысаны ретінде көмірсутекті газдары және олардың қоспалары болып табылады.

Цель работы заключается в: моделировании режимов многокомпонентного массопереноса в газовых системах, содержащих углеводородные компоненты в вертикальных каналах при параметрах, соответствующих условиям транспортировки газов в магистральных трубопроводах, переработке (отдельные этапы) природных газовых смесей; модернизации модуля опытного проточного устройства по разделению углеводородной газовой смеси и создании экспериментального стенда.

Жұмыстың мақсаты: табиғи газ қоспаларын өңдеу (жекелеген кезеңдерін), магистральдық құбырларда газды тасымалдау жағдайларына сәйкес, параметрлі тік каналдардағы көмірсутегі компоненттері бар, газдар жүйесіндегі көп компонентті масса тасымалдау режимдерін модельдеу, көмірсутекті газ қоспасын бөлуге арналған тәжірибелік ағынды қондырғының модулін жаңарту және тәжірибелік стенд құру.

Теоретический инструментарий: методы математической физики, методы подобия и малых возмущений, теория устойчивости и численное моделирование по определению режимов конвективной диффузии, где будет проявляться эффект преимущественного разделения компонентов с заданными свойствами. Экспериментальные методы: метод диффузионного моста с непрерывной регистрацией изменения концентраций в канале с течением времени для диффузионного и конвективного процессов смешения.

Теориялық құралдар: математикалық физика әдістері, ұқсастық пен кіші ауытқулар әдістері, көрсетілген қасиеттері бар компоненттерді тиімді бөлудің әсері көрінетін конвективті диффузия режимдерін анықтайтын сандық модельдеу және орнықтылық теориясы. Тәжірибелік әдістер: диффузиялық және конвективті араласу процестері үшін уақыт өте келе каналдағы концентрацияның өзгеруін үздіксіз тіркейтін диффузиялық көпір әдісі.

В процессе работы проводились испытания модернизированного проточного устройства. В результате исследований была разработана методика испытания модернизированного проточного модуля по разделению многокомпонентных газовых смесей. В результате исследований установлено, что в зависимости от исходного состава смеси, давления и объемного расхода коэффициент разделения самого тяжелого по плотности компонента изменяется от 20% до 40%. В результате изучения массопереноса через модульное двухканальное устройство было установлено, что коэффициент разделения компонента с наибольшим молекулярным весом в 1,5 – 2 раза больше по сравнению со смешением в одноканальном разделительном устройстве. В результате исследований для стационарно-проточных модулей был разработан комплекс научно-практических и технологических рекомендаций по разделению многокомпонентных газовых смесей.

Жұмыс барысында жаңартылған ағын құрылғысы арқылы сынақтар өткізілді. Зерттеулер нәтижесінде көпкомпонентті газ қоспаларын бөлу үшін жаңартылған ағынды модульді сынау әдістемесі жасалды. Зерттеу нәтижесінде қоспаның бастапқы құрамына, қысымға және көлемдік ағынға байланысты компоненттің тығыздығы бойынша ең ауыр бөлу коэффициенті 20% - дан 40% - ға дейін өзгеретіні анықталды. Модульдік екі каналды құрылғы арқылы массатасымалын зерттеу нәтижесінде ең жоғары молекулалық салмағы бар компоненттің бөлу коэффициенті бір каналды бөлгіш құрылғыдағы араластырумен салыстырғанда 1,5 – 2 есе көп екендігі анықталды. Зерттеулер нәтижесінде стационарлық-ағындық модульдер үшін көпкомпонентті газ қоспаларын бөлу бойынша ғылыми-практикалық және технологиялық ұсыныстар кешені жасалды.

Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: высокая производительность за счет использования механизма диффузионной неустойчивости. Внедренная модернизация позволяет осуществлять количественный анализ газовой смеси непосредственно в зоне расположения диффузионного канала, в котором осуществляется разделение компонентов с заданными свойствами. Наличие в канале для отвода тяжелых фракций дополнительного вентиля позволяет осуществить регулировку максимального отбора тяжелых компонентов смеси при малых потерях технологического газа.

Негізгі құрылымдық және техникалық-пайдалану көрсеткіштері: диффузиялық орнықсыздық механизмін қолдану арқылы жоғары өнімділік. Енгізілген жаңарту белгілі қасиеттері бар компоненттердің бөлінуі жүзеге асатын диффузиялық канал орналасқан аймақтағы газ қоспасының сандық зерттеуін іске асыруға мүмкіндік береді.

Поданы документы на патент РК на изобретение и получено уведомление о положительном решении формальной экспертизы (Устройство для разделения газовой смеси. Заявка 2019/0943.1 от 23.12.2019).

Өнертабысқа Қазақстан Республикасының патентіне құжаттар берілді және ресми сараптаманың оң шешімі туралы хабарлама алынды (Газ қоспасын бөлуге арналған құрылғы. Өтініш 2019 / 0943.1. 23.12.2019).

Эффективность разрабатываемого устройства определяется непрерывным процессом разделения. Предлагаемое устройство может применяться в качестве разделительной ступени в комплексе с аналогичными или разнородными установками.

Әзірленіп жатқан құрылғының тиімділігі үздіксіз бөліну процесі арқылы анықталады. Ұсынылған құрылғы кешенді түрде ұқсас немесе әртекті қондырғыларымен бірге бөлу сатысы ретінде пайдалануға болады.

Результаты исследования рекомендуется использовать в газоперерабатывающей отрасли, задачах теплофизики и гидродинамики, связанных с изучением многокомпонентного массопереноса.

Зерттеу нәтижелерін газды қайта өңдеу саласында, көпкомпонентті массатасымалын зерттеумен байланысты жылу физикасы мен гидродинамика мәселелерінде қолдану ұсынылады.

UDC indices
УДК 532; 533; 536; 538.9; 532.08; 533.1/.5.08; 53.072; 53:004; 536.2:532/533;532.72
International classifier codes
29.17.15; 29.17.35; 29.17.43; 29.03.77; 30.17.35;
Readiness of the development for implementation
Key words in Russian
Газы; диффузия; углеводороды; концентрация; конвекция; разделение; метод конвективной диффузии; модернизированное трехступенчатое устройство; газовые отборники; проточный модуль с газоотводом; смеси;
Key words in Kazakh
Газдар; диффузия; көмірсутегі; концентрация; конвекция; бөліну; конвективті диффузия әдісі; үш сатылы модернизацияланған қондырғы; газ іріктеуіштер; газ бұрғышы бар ағынды модуль; қоспалар;
Head of the organization Лаврищев О.А. к.ф.-м.н. /
Head of work Косов Владимир Николаевич Доктор физико-математических наук / Профессор
Native executive in charge Федоренко Ольга Владимировна Ассоциированный профессор (доцент)