Математическое моделирование процесса гидроочистки дизельного топлива с учетом дезактивации катализатора

Коткова, Елена Петровна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В работе выполнено математическое моделирование процесса гидроочистки дизельного топлива, рассчитаны термодинамические параметры протекающих в процессе реакций, составлена формализованная схема превращений и кинетическая модель. В модели учтена дезактивация катализатора. С использованием модели проведены исследования влияния расхода сырья, температуры, расхода водородсодержащего газа и содержания водорода в нем на содержание серы в гидрогенизате.

Введение……………………………………………………………………….…15
1 Современные тенденции в развитии процесса гидроочистки дизельного
топлива и его роль в нефтепереработке………………………………………..18
1.1 Процессы гидроочистки в структуре современных
нефтеперерабатывающих заводов………………………………………………18
1.2 Назначение процесса гидроочистки дизельного топлива………………..21
1.3 Сырье и продукты процесса. Материальный баланс процесса…………….22
1.4 Химия и кинетика процесса…………………………………………………24
1.4.1 Общие сведения о реакциях, протекающих в условиях процесса
гидроочистки дизельной фракции………………………………………………24
1.4.2 Реакции сераорганических соединений………………………………….24
1.4.3 Реакции кислородосодержащих соединений…………………………….28
1.4.4 Реакции азотосодержащих соединений………………………………….29
1.4.5 Реакции углеводородных соединений……………………………………32
1.5 Катализаторы…………………………………………………………………33
1.5.1 Свойства катализатора…………………………………………………….33
1.5.2 Химический состав катализатора………………………………….……..34
1.5.3 Структурные показатели катализатора…………………………………..37
1.5.4 Стадии приготовления и способы регенерации катализаторов…………37
1.6 Анализ основных факторов, влияющих на эффективность процесса……41
1.6.1 Влияние температуры……………………………………………………..41
1.6.2 Влияние давления……………………………………………..….….…….43
1.6.3 Влияние объёмной скорости подачи сырья………………………………45
1.6.4 Влияние кратности циркуляции водородсодержащего газа (ВСГ)…….47
1.6.5 Влияние содержания водорода в водородсодержащем газе……………..48
1.7 Принципиальная технологическая схема процесса и ее краткое
описание………………………………………………………………………….48
1.8 Роль математического моделирования в нефтепереработке. Основные
этапы разработки модели процесса гидроочистки дизельного
топлива……………………………………………………………..………….…50
2 Экспериментальная часть……………………………………………………..53
2.1 Объекты и методы исследования……………………………………………53
2.2 Компьютерная моделирующая система…………………………….………53
2.3 Промышленная установка гидроочистки дизельного топлива Киришского
НПЗ Л-24-10………………………………………………………………………57
2.4 Математическая модель с учетом дезактивации катализатора …………..58
2.5 Проверка модели на адекватность………………………………………….69
2.6 Исследования, проводимые с использованием математической
модели…………………………………………………………………………….71
3 Выводы…………………………………………………………..……………..75
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение……………………………………………………………….77
4.1 Предпроектный анализ…………………………………………………..….77
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования……………….77
4.1.2 Диаграмма Исикавы……………………………………………………….78
4.1.3 Оценка готовности проекта к коммерциализации………………………80
4.1.4 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования…………………………………………………………………..…81
4.2 Инициация проекта …………………………………………………………81
4.2.1 Цели и результат проекта …………………………………………………82
4.2.2 Организационная структура проекта ……………………………………..83
4.2.3 Ограничения и допущения проекта………………..……………………..83
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом………………84
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта…………………………………84
4.3.2 Контрольные события проекта……………………………………………84
4.3.3 План проекта………………………………………………………………..85
4.4 Бюджет научного исследования………………………..……………………88
4.5 Организационная структура проекта……………………………………….92
4.6 Матрица ответственности……………………………………………………93
4.7 Оценка сравнительной эффективности исследования…………………….93
5 Производственная безопасность…………………………………………..….95
5.1 Анализ вредных воздействий на рабочем месте…………………………..95
5.2 Анализ вредных факторов при адаптации математической модели на
производстве……………………………………………………………………..98
5.3 Экологическая безопасность……………………………………………….101
5.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду……….101
5.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды……………101
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………………..….102
5.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности……104
Заключение………………………………………………………………………106
Список публикаций студента………………………………………………………………107
Список использованных источников………………………………………….108
Приложение А…………………………………………………………………..116

В настоящее время такой вид топлива, как нефть, имеет уникальное и
огромное значение. Сегодня почти все сферы жизни общества напрямую
связаны с нефтью. Люди активно используют её как топливо для средств
передвижения, машин и различных механизмов, в химической
промышленности, в энергетике. Также, использование и добыча нефти
связаны с мировыми глобальными процессами: мировая экономика и
политика, мировая экология, мировая интеграция и географическое
разделения труда, а также выявление специализации стран на определённых
отраслях производства.
Нефтяная промышленность — это крупный народнохозяйственный
комплекс, который живет и развивается по своим закономерностям. Нефть —
наше национальное богатство, источник могущества страны, фундамент ее
экономики.
Сегодня наблюдается тенденция увеличения содержания серы в
добываемых нефтях. Нефти, поступающие на НПЗ преимущественно
сернистые и высокосернистые. Процесс переработки таких нефтей и
доведения продуктов до заданного уровня качества многостадийный и
включает в себя несколько процессов.
Объемы потребления моторных топлив растут с каждым годом. Доля
автомобильного транспорта постоянно увеличивается. Важная задача
нефтеперерабатывающей промышленности – обеспечивать качественными
моторными топливами население страны, технику, машины и агрегаты. Для
доведения дизельного топлива до заданного качества, удовлетворяющим
нормам стандарта Евро-5 необходимо применять процесс гидроочистки. В
связи с этим гидроочистка является необходимым процессом на современном
НПЗ и выходит на передовое место среди вторичных процессов.
В последние десятилетия в связи с вовлечением в переработку все
более тяжелого сырья и ужесточением экологических норм процессы
гидроочистки выдвинуты в ряд важнейших каталитических процессов.
Сегодня по различным оценкам от 30 до 50 % добываемого жидкого
углеводородного сырья подвергается гидрообессериванию.
Актуальность исследований в данной работе определяется широкой
востребованностью процесса гидроочистки и поиском новых методов
управления процессом с целью повышения его эффективности.
Цель работы – совершенствование существующей математической
модели процесса гидроочистки дизельного топлива путем внесения
коррективов и учета дезактивации катализатора.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить существующую математическую модель, основные
закономерности построения модели.
2. Усовершенствовать математическую модель путем учета
дезактивации катализатора в существующей модели.
3. Проверить усовершенствованную модель на адекватность расчетов
с использованием данных мониторинга работы промышленной установки
гидроочистки дизельного топлива Л-24-10 ООО «КИНЕФ».
4. Выполнить исследования на модели, а именно изучить влияние
расхода водородсодержащего газа (ВСГ), концентрации водорода в ВСГ,
температуры процесса, расхода сырья на содержание серы в дизельном
топливе с использованием разработанной математической модели.
Объектами исследования в данной магистерской диссертации
являются компьютерная моделирующая система и промышленная установка
гидроочистки дизельного топлива Киришского НПЗ Л-24-10.
В качестве методов исследования использовались программы Hyper
Chem, Gaussian, GaussView.
Научная новизна работы состоит в дополнении существующей
математической модели значимыми условиями, в частности, путем учета
дезактивации катализатора, а также уточнении термодинамических
параметров для получения более точных расчетов с наименьшей
погрешностью.
Практическая ценность заключается в создании и возможности
использования инновационного программного продукта, позволяющего
решать реально возникающие на производстве технологические задачи, а
именно позволит предприятию ООО «Кинеф» оптимизировать режим работы
установки гидроочистки с наименьшими затратами.
1 Современные тенденции в развитии процесса гидроочистки
дизельного топлива и его роль в нефтепереработке

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

    Хочешь уникальную работу?

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

    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    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
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    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
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 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)