Моделирование работы реакторно-регенераторного блока установки каталитического крекинга вакуумного газойля

В настоящее время, в связи с увеличением доли добычи и переработки
тяжелой нефти, а также ростом потребления дизельного топлива и бензина
появилась необходимость направить нефтеперерабатывающую
промышленность на увеличение мощностей деструктивных и
облагораживающих процессов с получением светлых нефтепродуктов и
уменьшением производства топочных мазутов. Одним из наиболее
распространенных в нефтеперерабатывающей промышленности
каталитических процессов, основанных на деструкции углеводородов,
является каталитический крекинг.
Сегодня одной из основных задач НПЗ России является модернизация
установок вторичной переработки нефти с целью повышения качества
нефтепродуктов и увеличения глубины переработки углеводородного сырья.
Это направление развития также сопряжено с необходимостью повышения
качества бензина крекинга и увеличением его выхода.
Наиболее эффективной стратегией оптимизации действующих
установок, их адаптация в условиях изменения состава сырья, а также подбор
технологических режимов на новых установках является применение
системного анализа, а в частности метода математического и кинетико-
термодинамического моделирования.
Целью данной работы является прогнозирование работы реакторно-
регенераторного блока установки каталитического крекинга вакуумного
газойля с применением математической модели.
Актуальность данной темы заключается в решении проблемы низкого
выхода светлых фракций, в том числе бензина с высоким октановым числом и
другими характеристиками, а также легких олефинов при ресурсо-
эффективном использовании цеолитсодержащего катализатора. Вместе с тем,
решение производственных задач по оптимизации и поддержанию
технологического режима усложняется в связи с изменением состава
перерабатываемого сырья, изменении активности катализатора при
отравлении коксом и тяжелыми металлами, а также значительным перепадом
температур по высоте аппарата, который оказывает влияние на направление
реакции.
На решение таких задач направлена настоящая работа.
1 Современное состояние технологии каталитического крекинга
Производство бензина в мире в значительной степени базируется на
процессе каталитического крекинга (КК). По состоянию на 2014 г. более чем
на трехсот из шестиста пятидесяти нефтеперерабатывающих производств
находятся установки каталитического крекинга, как один из основных
процессов переработки нефти. Также, на ряду с каталитическим крекингом,
широко распространен гидрокрекинг, еще один способ глубокой переработки
нефти. На рисунке 1.1 изображены диаграммы, отражающие количество
нефтеперерабатывающих заводов, на которых используются установки
глубокой переработки, при этом на некоторых используется более одной
установки КК, а также доли процессов переработки нефти на
нефтеперерабатывающих заводах, выражающие число баррелей сырой нефти
в сутки. Помимо основного продукта бензиновой фракции, продуктами блока
каталитического крекинга является сырье нефтехимических процессов и, в
большей степени пропилен [1].