Исследование процесса каталитической депарафинизации дизельных топлив

Объект исследования – процесс каталитической депарафинизации дизельных топлив.
Цель работы заключается в повышении эффективности работы установки каталитической гидродепарафинизации дизельного топлива путем подбора оптимальных технологических режимов с применением метода математического моделирования. В процессе исследования была создана модель реактора депарафинизации с использованием системы HYSYS, проведена оценка влияния технологических параметров на процесс каталитической депарафинизации. Подобраны оптимальные температуры процесса депарафинизации для производства дизельного топлива зимнего и арктического в зависимости от состава сырья.

Литературный обзор показал, что дизельное топливо является одним из
основных продуктов нефтеперерабатывающей отрасли. При этом наблюдается
тенденция к внедрению на российские нефтеперерабатывающие заводы нового
современного процесса гидродепарафинизации, совмещенного с процессом
гидроочистки. Это обусловлено несколькими факторами. Во-первых, в
последние годы наблюдается тенденция к уменьшению запасов нефти
нафтенового типа и увеличению добычи парафинистой нефти. Как известно,
парафины являются наиболее высокозастывающими компонентами дизельных
топлив, и изменение состава перерабатывемого сырья на более парафинистое
требует внедрения таких новых процессов производства низкозастывающих
дизельных топлив, как процесс гидродепарафинизации. Во-вторых,
капитальные затраты на строительство установок каталитической
депарафинизации значительно ниже затрат на строительство установок
гидрокрекинга и каталитического крекинга. В третьих, такое совмещение
процессов позволяет производить топливо класса ЕВРО 5, что особенно
актуально в условиях ужесточения требований по экологическим
характеристикам топлив.
Кроме того, в настоящее время исследования в области процесса
депарафинизации сосредоточены на разработке новых каталитических
композиций и новых технологий процесса. При этом, не достаточное внимание
уделено оптимизации и повышению эффективности действующих установок.
Рассмотрено влияние на процесс следующих факторов: температура,
расход и состав сырья. Повышение температуры и снижение расхода сырья в
процессе гидродепарафинизации позволяет получать дизельное топливо с более
низкими температурами фильтруемости за счет увеличения конверсии
высокомолекулярных н-алканов и увеличения выхода и-парафинов.
Анализ влияние состава сырья показал, что с увеличением содержания
н-парафинов в сырье на 7%мас. возрастает выход продукта (ДТ) на 2%, так как
увеличивается содержание н-парафинов С10-С27 в продукте на 2,8%мас. заметно
ухудшаются низкотемпературные свойства продукта (ПТФ повышается на
12°C).
Анализ влияния расхода сырья на процесс показал, что при увеличении
расхода сырья на 40 м3/ч выход продукта (ДТ) возрастает с 60% до 61%, при
этом качество продукта заметно ухудшается, так как уменьшается время
контакта сырья и катализатора. Содержание парафиновых углеводородов
нормального строения С10–С27 в продуктовой смеси увеличивается на 1,2
процента массовых, предельная температура фильтруемости снижается на 4.
Анализ влияния температуры на процесс показал, что при увеличении
температуры на 20°C наблюдается уменьшение концентрации
высокомолекулярных н-парафинов на 5,6%мас. (с 12,5%мас. до 6,9%масс), что
способствует улучшению низкотемпературных свойств получаемых в процессе
гидродепарафинизации дизельных фракций (падение ПТФ с -23°C до -40°C).
Оптимизация процесса осуществлена с целью производства зимнего и
арктического дизельного топлива по ГОСТ 32511-2013 (EN 590:2009) путем
подбора оптимальной температуры в реакторе.
Увеличение температуры выше оптимальной не целесообразно, так как
это приведет к снижению выхода дизельной фракции.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Новикова А.С., Белинская Н.С., Францина Е.В. Моделирование
реактора процесса депарафинизации // Химия и химическая технология в XXI
веке : материалы XIX Международной научно-практической конференции
имени процессора Л.П. Кулёва студентов и молодых ученых (г. Томск, 21–24
мая 2018 г.) / Томский политехнический университет. — Томск : Изд-во
Томского политехнического университета. — 2018. — с. 382-383