Исследование и повышение эффективности процесса гидрокрекинга нефтяного сырья

Объектами исследования являются: сырьё и продукты процесса гидрокрекинга, процесс гидрокрекинга. Сырьё процесса – ТВГО (Фракция 300 – 570 °С). Основным продуктом процесса является дизельная фракция 200 – 360 ?С гидроочищенная. Целью работы является разработка математической модели процесса гидрокрекинга. В процессе работы исследованы групповой состав сырья, продукта и факторы влияющее на процесс гидрокрекинга, так же проводились расчеты на математической модели. Область применения: нефтеперерабатывающая промышленность.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 16

1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………….. 18

1.1 Современное состояние и перспективы развития процесса гидрокрекинга
нефтяного сырья в России ………………………………………………………………………… 19

1.2 Процесс гидрокрекинга нефтяного сырья ……………………………………………. 23

1.2.1 Назначение, сырье и продукты процесса гидрокрекинга ……………….. 23

1.2.2 Катализаторы процесса гидрокрекинга …………………………………………. 25

1.2.3 Химизм и механизмы реакций процесса гидрокрекинга ………………… 31

1.2.4 Дезактивация катализаторов гидрокрекинга………………………………….. 39

1.2.5 Технологии процесса гидрокрекинга …………………………………………….. 44

1.3 Постановка цели и задач исследования ……………………………………………….. 48

2 Объект и методы исследования …………………………………………………………………. 50

2.1 Объекты исследования ……………………………………………………………………….. 50

2.2 Методы исследования …………………………………………………………………………. 50

2.2.1 Ускоренный храматографический метод определения группового
состава фракций нефти …………………………………………………………………………. 50

2.2.2 Метод математического моделирования ……………………………………….. 54

3 Расчеты и аналитика …………………………………………………………………………………. 56

3.1 Групповой состав сырья и продуктов процесса гидрокрекинга ……………. 56

3.2 Исследование катализаторов процесса гидрокрекинга…………………………. 56

3.3 Математическая модель процесса гидрокрекинга ……………………………… 56

4 Результаты разработки ……………………………………………………………………………… 56

5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……. 57
5.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………….. 57

5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………….. 57

5.1.2 Диаграмма Исикавы ……………………………………………………………………… 59

5.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………….. 60

5.1.4 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования………………………………………………………………………………………… 62

5.2 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 63

5.3 Планирование управления научно-техническим проектом…………………… 65

5.3.1 Иерархическая структура работ проекта ……………………………………….. 65

5.3.2 Контрольные события проекта ……………………………………………………… 66

5.3.3 План проекта ………………………………………………………………………………… 67

5.3.4 Бюджет научного исследования ……………………………………………………. 68

5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………… 72

5.4.1 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………. 72

6 Социальная ответственность …………………………………………………………………….. 76

6.1 Анализ выявленных опасных и вредных факторов в рабочей зоне……….. 76

6.1.1 Микроклимат производственных помещений ……………………………….. 77

6.1.2. Освещение…………………………………………………………………………………… 78

6.1.3 Уровень акустического шума и вибрации ……………………………………… 79

6.1.4 Содержание вредных химических веществ……………………………………. 80

6.1.5 Психофизические факторы …………………………………………………………… 82

6.1.6 Электробезопасность ……………………………………………………………………. 82

6.2 Коллективные и индивидуальные средства защиты …………………………….. 83

6.2.1 Средства коллективной защиты ……………………………………………………. 84
6.2.2. Средства индивидуальной защиты ……………………………………………….. 84

6.3 Охрана окружающей среды ………………………………………………………………… 85

6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 88

6.5 Правовые и организационные вопросы безопасности ………………………….. 89

Заключение …………………………………………………………………………………………………. 91

Приложение А …………………………………………………………………………………………….. 93

Приложение Б ……………………………………………………………………………………………. 110

Список публикаций ……………………………………………………………………………………. 112

Список использованных источников ………………………………………………………….. 112

1. КапустинВ.М.Инновационноеразвитиенефтепереработкии
нефтехимии России // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных
компаний. – 2011. – №6. – С. 3-7.
2. Хавкин В.А., Гуляева Л.А., Винокуров Б.В. Место гидрогенизационных
процессов в модернизации нефтеперерабатывающей промышленности
России // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические
достижения и передовой опыт. – 2014. – №7. – С. 8-11.
3. Хавкин В.А., Винокуров Б.В., Гуляева Л.А., Шмелькова О.И.,
Виноградова Н.Я. О схемах НПЗ глубокой переработки нефти за
рубежом и в России // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных
компаний. – 2011. – №5. – С. 3-7.
4. Галкин В.В., Махиянов В.А., Левинбук М.И. Комплексный анализ
эффективности схем переработки нефти в зависимости от мощности
НПЗ в условиях изменения законодательства РФ. Часть 2 (с учётом
схемглубокойпереработки,влиянияценынефти)//Мир
нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. – 2014. – №2. – С. 3-9.
5. Иванова А.С., Корнеева Е.В., Бухтиярова Г.А., Нуждин А.Л., Буднева
А.А., Просвирин И.П., Зайковский В.И., Носков А.С. Гидрокрекинг
вакуумного газойля в присутствии нанесенных Ni-W-катализаторов //
Кинетика и катализ. – 2011. – Т. 52. – №3. – С. 457-469.
6. Зырянова И.В.,Назарова Г.Ю.Определениегрупповогосостава
вакуумного газойля // Проблемы геологии и освоения недр. Труды
XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова
студентов и молодых ученых, посвященного 155-летию со дня
рожденияакадемикаВ.А. Обручеваи135-летиюакадемика
М.А. Усова, основателей Сибирской горно-геологической школы и
110-летию первого выпуска горных инженеров в Сибири. Том X:
Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во ТПУ, 2018. –
XXX с.
7. Маков В.М.Анализсостояниянефтеперерабатывающей
промышленности Российской Федерации // Вестник экономики и
менеджмента. – 2017 – 2(8). – С. 58-67.
8. Солодова Н.Л., Черкасова Е.И. Тенденции развития нефтепереработки
в России // Вестник Казанского технологического университета. – 2016.
– Т. 19. – В. 21. – С. 57-64.
9. Дик П.П. NiMo катализаторы гидрокрекинга вакуумного газойля,
обеспечивающие высокий выход дизельной фракции: дис. … канд. хим.
наук. – Новосибирск, 2017 г. – 136 с.
10.Казаков М.О., Надеина К.А., Климов О.В., Дик П.П., Корякина Г.И.,
Перейма В.Ю.,Сорокина Т.П.,Доронин В.П.,Князева Е.Е.,
Иванова И.И.,Носков А.С.,Головачев В.А.,Кондрашев Д.О.,
Клейменов А.В., Ведерников О.С., Храпов Д.В., Панов А.В. Разработка
новых отечественных катализаторов глубокой гидропереработки
вакуумного газойля // Катализ в промышленности. – 2016. – 16(6).–
С. 85-93.
11.Хавкин В.А., Гуляева Л.А., Чернышева Е.А., Петров С.М., Лахова А.И.
Превращение углеводородов в процессе гидрокрекинга // Мир
нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. – 2017. – №4. – С. 4-8.
12.Назаров Т. Э., Долматов Л. В. Развитие катализаторов гидрокрекинга //
Баш. хим. ж.. – 2013. – №2. – С. 119-124.
13.Белинская Н.С. Совершенствование работы сопряженной системы
«реактор–колоннастабилизации»процессакаталитической
депарафинизации дизельных фракций нефти методом математического
моделирования: дисс. …канд. техн. наук. – Томск, 2015. – 170 с.
14.Вутолкина А.В., Глотов А.П., Егазарьянц С.В.и др. Гидрокрекинг
вакуумногогазойлянабиметаллическихNi-Moсульфидных
катализаторах на основе мезопористого алюмосиликата Al-HMS //
Химия и технология топлив и масел. – 2016. – № 5. – С. 32-39.
15. Магомедов Р.Н.,Попова А.З.,Марютина Т.А.,Кадиев Х.М.,
Хаджиев С.Н. Состояние и перспективы деметаллизации тяжелого
нефтяного сырья (обзор) // Нефтехимия. – 2015. – Т.55, №4. – С. 267-
290.
16. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учеб.
пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп.. — Спб.: Недра, 2013. 541 с.
17. Sahu R., Song B.J., Im J.S., Jeon Y.P., Lee C.W. A review of recent
advances in catalytic hydrocracking of heavy residues // Journal of Industrial
and Engineering Chemistry. – 2015 – Vol. 27. – p. 12-24.
18.Дик П.П. Гидрокрекинг вакуумного газойля на NiMo/ААС-Al2O3
катализаторах, приготовленных с использованием лимонной кислоты:
влияние температуры термообработки катализатора. // Катализ в
промышленности. – 2017. – Т. 17, № 5. – С. 359-372.
19. Рудин М.Г.,Сомов В.Е.,Лебедской-Тамбиев М.А.Карманный
справочник нефтепереработчика. 3-е изд., испр. и доп. СПб.:
ХИМИЗДАТ, 2015. 352 с.
20. Сибаров Д.А., Смирнова Д.А. Катализ, каталитические процессы и
реакторы: учеб. пособие. СПб.: Изд-во «Лань», 2016. 200 с.
21. Гайле А.А., Богомолов А.И., Громова В.В. Химия нефти и газа: учеб.
пособие для вузов. СПб: Химия, 1995. 446 с.
22. Солодова Н.Л., Халикова Д.А. Химическая технология переработки
нефти и газа: учебное пособие. М-во образ. и науки России,. Казан.
нац. исслед. технол. ун-т. Казань: Изд-во КНИТУ, 2012. 120 с.
23. Капустин В.М., Рудин М.Г. Химия и технология переработки нефти:
учебник. Российский государственный университет нефти и газа им.
И. М. Губкина (РГУ Нефти и Газа). М.: Химия, 2013. 496 с.
24. Попова Н.В.Разработкаматематическоймоделипроцесса
каталитической депарафинизации средних дистиллятов: дипломный
проект / Н.В. Попова; Национальный исследовательский Томский
политехнический университет (ТПУ), Институт природных ресурсов
(ИПР), Кафедра химической технологии топлива и химической
кибернетики (ХТТ и ХК); науч. рук. Н.С. Белинская. — Томск, 2017.
25. Занин И.К.Оптимизацияпроцессоврегенерациикатализаторов
риформинга,дегидрирования,гидроочисткиваппаратах
циркуляционных контуров: дисс. …канд. техн. наук. – Томск, 2016. –
166 с.
26. Абдуллин А.И., Сираев И.Р. Гидрокрекинг как процесс получения
дизельноготоплива//ВестникКазанскоготехнологического
университета. — Т. 19. – № 10. – 2016. – С. 41-43.
27. Кондрашева Н.К.,Кондрашев Д.О.Использованиесовременных
гидропроцессовдляполучениявысококачественныхмаловязких
судовых топлив // Катализ в промышленности. – 2016. – Т. 16, № 5. –
С. 14-23.
28. Мейерс Р.А. Основные процессы нефтепереработки. Справочник: пер.
с англ. 3-го изд.; под ред. Глаголевой О.Ф., Лыкова О.П. Спб.:
ЦОП «Профессия», 2011. 944 с.
29. Нигметов Р.И.,Нурахмедова А.Ф,Попадин Н.В. Современные
направлениякаталитическойгидропереработкивысокосернистых
остатковатмосфернойивакуумнойперегонки//Вестник
Астраханского государственного технического университета .— 2016
.– № 2 . – С. 30- 37.
30. Гиндуллина Т.М.,Дубова Н.М.Хроматографическиеметоды
анализа: учебно-методическое пособие. Томск: Изд-во Томского
политехнического университета, 2010. 80 с.
31.Богомолов А.И., Темянко М.Б., Хотынцева Л.И. Современные методы
исследования нефтей (справочно-методическое пособие). Л.: Недра,
1984. 430 с.
32.Загоруйко А.Н.Основыматематическогомоделирования
каталитическихреакторов.учебно-методическоепособие.
Новосибирск. Редакционно-издательский центр НГУ , 2015. 64 c.
33. Иванчина Э.Д., Ивашкина Е.Н., Козлов И.А., Андреев А.Б., Платонов
В.В., Глик П.А. Мониторинг работы установки получения олефинов в
условиях пониженного мольного соотношения водород/сырьё с
использованием математической модели // Нефтепереработка и
нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. –
2016. – №4. – С. 17-22.
34. Иванчина Э.Д., Ивашкина Е.Н., Козлов И.А., Андреев А.Б., Платонов
В.В., Францина Е.В., Глик П.А. Сбережение ресурса работы
катализатора на установке получения олефинов при работе на
пониженном мольном соотношении водород/сырьё с использованием
метода математического моделирования // Нефтепереработка и
нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. –
2015. – №5. – С. 11-16.
35.Финансовыйменеджмент,ресурсоэффективностьи
ресурсосбережение: учебно-методическое пособие / Н.А. Гаврикова,
Л.Р. Тухватулина,И.Г. Видяев,Г.Н. Серикова,Н.В. Шаповалова;
Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского
политехнического университета, 2014. – 73 с.
36. СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений».
37. CНиП 23-05-95. «Естественное и искусственное освещение».
38. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным
электронно-вычислительным машинам и организации работы.
39. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий
инатерриториижилойзастройки:санитарныенормыСН
2.2.4/2.1.8.562-96 утверждены Постановлением Госкомсанэпиднадзора
России 31 октября 1996 г. № 36. Москва.
40. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и
общественных зданий: санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-96:
утверждены Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 31
октября 1996 г. № 40. Москва.
41. ГН2.2.5.1313-03Предельнодопустимыеконцентрации(ПДК)
вредных веществ в воздухе рабочей зоны.
42. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ
(принят ГД ФС РФ 21.12.2001) (ред. от 30.12.2008) // СПС
Консультант.
43. ГОСТ 12.4.041-2001 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов
дыхания фильтрующие. Общие технические требования.
44. ГОСТ 12.4.016-83. Система стандартов безопасности труда. Одежда
специальная защитная. Номенклатура показателей качества.
45. Технологический регламент “Пункт подготовки и сбора нефти (УПН
“Пионерный”)”
46. Приказ МЧС РФ от 18 июня 2003г.N313 «Об утверждении Правил
пожарной безопасности в Российской Федерации (ППБ 01-03)».
47. Федеральный закон от 23 февраля 2013 г. N 15-ФЗ «Об охране
здоровья граждан от воздействия окружающего табачного дыма и
последствий потребления табака».