Моделирование жидкофазного процесса алкилирования изобутана олефинами

Копычева, Ульяна Николаевна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Математическая модель процесса алкилирования позволит подобрать и оптимизировать параметры режима работы установки для повышения селективности и выхода продукта.
Целью данного исследования является разработка и анализ нестационарной математической модели сернокислотного алкилирования, чувствительной к изменению состава сырья и технологических параметров.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 16
1 Литературный обзор …………………………………………………………………………………. 18
1.1 Технология процесса алкилирования ………………………………………………….. 18
1.1.1 Сернокислотное алкилирование ……………………………………………………….. 20
1.1.2 Фтороводородное алкилирование …………………………………………………….. 21
1.1.3 Процесс алкилирования на твердом катализаторе …………………………….. 23
1.1.4 Сравнение технологий алкилирования ……………………………………………… 24
1.2 Химизм процесса………………………………………………………………………………… 26
1.3 Гетерогенные кислотные катализаторы процесса алкилирования ………… 29
1.3.1 Твердые кислоты ……………………………………………………………………………… 30
1.3.2 Сульфатированные катализаторы …………………………………………………….. 30
1.3.3 Ионообменные смолы………………………………………………………………………. 31
1.3.4 Цеолитные катализаторы …………………………………………………………………. 31
2 Объекты и методы исследования ………………………………………………………………. 34
2.1 Объект исследования ………………………………………………………………………….. 34
2.2 Методы исследования …………………………………………………………………………. 36
2.2.1 Кинетическая модель алкилирования ……………………………………………….. 36
2.2.2 Моделирование блока ректификации ……………………………………………….. 37
3 Результаты проведенного исследования ……………………………………………………. 44
3.1 Анализ лабораторных данных …………………………………………………………….. 44
3.1.1 Анализ бутан-бутиленовой фракции ………………………………………………… 44
3.1.2 Анализ состава циркулирующего изобутана …………………………………….. 46
3.1.3 Анализ изобутана-хладогента …………………………………………………………… 48
3.1.4 Анализ продуктового алкилата…………………………………………………………. 48
3.1.5 Анализ серной кислоты ……………………………………………………………………. 49
3.2 Анализ экспериментальных данных технологического режима …………… 51
3.2.1 Анализ расхода сырья ………………………………………………………………………. 51
3.2.2 Анализ температуры ………………………………………………………………………… 52
3.3 Расчет потоков при действующем технологическом режиме ……………….. 55
3.4 Оценка влияния технологических параметров …………………………………….. 57
3.4.1 Влияние температуры ………………………………………………………………………. 58
3.4.2 Влияние расхода бутан-бутиленовой фракции ………………………………….. 62
3.4.3 Влияние расхода циркулирующего изобутана ………………………………….. 63
3.4.4 Влияние расхода свежей кислоты …………………………………………………….. 64
3.4.5 Рекомендации по ведению технологического режима ………………………. 65
3.5 Влияние режима ректификации на качество продуктового алкилата ……. 65
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 71
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………………… 71
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………. 71
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………………… 77
4.5 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 78
4.6 Планирование управления научно-техническим проектом…………………… 80
4.7 Бюджет научного исследования ………………………………………………………….. 82
4.8 Организационная структура проекта …………………………………………………… 87
4.9 Реестр рисков проекта ………………………………………………………………………… 88
4.10 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности ……………………….. 88
4.10.1 Оценка абсолютной эффективности исследования ………………………….. 88
4.10.2 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………… 93
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 96
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 96
5.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства ………………………………………………………….. 96
5.2 Производственная безопасность …………………………………………………………. 97
5.2.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке, изготовлении и
эксплуатации установки алкилирования …………………………………………………… 99
5.2.2 Расчет искусственного освещения ………………………………………………….. 102
5.3 Экологическая безопасность……………………………………………………………… 104
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях…………………………………………… 106
Выводы ……………………………………………………………………………………………………… 109
Список литературы ……………………………………………………………………………………. 111
Приложение А …………………………………………………………………………………………… 117
Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 118
Приложение В……………………………………………………………………………………………. 124

Ключевой отраслью отечественной промышленности является добыча и
переработка углеводородного сырья. Нефтяная промышленность Российской
Федерации позволяет поддерживать устойчивое экономическое развитие
страны, нефтегазовый сектор включает в себя добычу нефти и газа, производство
нефтепродуктов, а также реализацию нефтехимической продукции. Разработка
и внедрение технологий, позволяющих повысить качество производимой
продукции и экономическую эффективность нефтеперерабатывающих
предприятий является важным фактором устойчивого экономического развития
отрасли.[1]
Свыше 30% потребляемой продукции нефтегазовой промышленности на
Российском потребительском рынке приходится на долю товарных бензинов для
автомобилей. Ужесточение экологических требований к моторным топливам
увеличивает спрос на технологии по производству экологически чистых
компонентов товарных бензинов с высоким значением октанового числа, одним
из таких процессов является жидкофазное алкилирование изобутана низшими
олефинами [2].
Объектом исследования является процесс сернокислотного
алкилирования, который позволяет получать высокооктановое топливо, не
содержащие углеводороды ароматического и нафтенового строения. Основным
компонентом алкилата является высокоразветвлённый изомер С8 – 2,2,4-
триметилпентан.
Для проведения исследований процесса сернокислотного алкилирования
изобутана низшими олефинами необходимо применить метод математического
моделирования, который позволит рассчитать состав и октановое число алкилата
при различных технологических условиях процесса и переменном составе
олефиновой и изобутановой фракций. Для проведения исследований
необходимо выполнить следующие задачи:
• Провести анализ данных промышленных и лабораторных
испытаний;
• Составить формализованную схему кинетических превращений и
определить кинетические закономерности протекания С-алкилирования;
• Создать модель блока разделения для установки производства
алкилата;
• Выявить закономерности влияния технологических параметров
процесса на качество получаемой продукции;
• Проверить гипотезу о влиянии четкости разделения на качество
товарного алкилата.
Целью работы является оптимизация операционных затрат при
получении изооктана в процессе сернокислотного алкилирования с
использованием нестационарной математической модели.
Математическая модель процесса сернокислого алкилирования
изобутана олефинами позволит повысить эффективность управления процессом,
снизить риски производства и увеличить эконмические показатели.
Применение алкилата в производстве высокооктановых товарных
бензинов позволит повысить экологический класс топлива и нивелировать
негативное воздействие на окружающую среду.
На сегодняшний день мировая производительность по алкилату
составляет 102 млн. тонн в год, это 10% от общего количества производимого
автомобильного бензина. Ужесточение экологических требований к продукции
нефтеперерабатывающих заводов приводит к росту спроса на алкилат, так как он
состоит из разветвленных предельных углеводородов, имеет низкую летучесть и
низкое содержание ароматических и нафтеновых углеводородов, при этом
характеризуется высоким октановым числом. На рисунке 1.1 приведена доля
алкилата в общем бензиновом фонде в России и за рубежом.

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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 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
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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