Моделирование процесса регенерации цеолитсодержащих катализаторов крекинга в промышленном аппарате

Шафран, Татьяна Александровна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В результате проведенных исследований была разработана математическая модель процесса регенерации цеолитсодержащих катализаторов крекинга, учитывающая физико-химические и кинетические закономерности протекания реакций окисления кокса в среде воздуха. Проведенные численные расчеты на модели позволили спрогнозировать содержание кокса на регенерированном катализаторе и состав дымовых газов регенерации и выбрать оптимальные параметры технологического режима с целью проведения эффективной регенерации катализаторов крекинга в зависимости от режима работы реакторно-регенераторного блока.

Введение 14
1 Литературный обзор 16
1.1 Современные технологии каталитического крекинга 16
1.2 Характеристика и эксплуатационные свойства
катализаторов крекинга 24
1.3 Дезактивация и восстановление активности
цеолитсодержащих катализаторов крекинга в цикле
«реакция-регенерация» 32
1.4 Физико-химические основы процесса окислительной
регенерации отработанных катализаторов крекинга 38
1.5 Опыты по моделированию процесса окислительной
регенерации катализаторов крекинга 42
2 Объект и методы исследования 51
2.1 Объект исследования 51
2.2 Методы исследования 54
3 Разработка математической модели процесса 56
регенерации цеолитсодержащих катализаторов крекинга
3.1 Исходные данные для исследования 56
3.2 Термодинамический анализ реакций процесса
окислительной регенерации цеолитсодержащих
катализаторов 57
3.3 Проверка гидродинамического режима работы
регенератора 59
3.4 Составление кинетической модели процесса
окислительной регенерации цеолитсодержащих
катализаторов крекинга 63
3.5 Составление математической модели процесса
окислительной регенерации цеолитсодержащих
катализаторов крекинга 65
3.6 Программная реализация процесса окислительной
регенерации цеолитсодержащих катализаторов крекинга 67
3.7 Результаты решения обратной кинетической задачи 68
3.8 Оценка влияния начальных параметров
технологического режима воздуха на эффективность
проведения окислительной регенерации 69
3.9 Оценка влияния параметров технологического режима
реактора на эффективность проведения окислительной
регенерации 72
3.10 Оценка степени аморфности окисляемого кокса 77
3.11 Рекомендации для проведения эффективной
окислительной регенерации цеолитсодержащих
катализаторов крекинга 80
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 83
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности
проведения научных исследований с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 84
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 84
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений 85
4.1.3 Диаграмма Исикавы 86
4.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 87
4.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-
технического исследования 88
4.2 Инициация проекта 89
4.3 Планирование управления научно-техническим 91
проектом
4.3.1 Разработка графика проведения научного исследования 91
4.3.2 Бюджет научно-технического исследования 91
4.3.3 Организационная структура проекта 96
4.3.4 Матрица ответственности 97
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей),
финансовой, бюджетной, социальной и экономической
эффективности исследования 97
5 Социальная ответственность 100
5.1 Производственная безопасность 100
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов производственной
среды 100
5.1.2 Анализ вредных и опасных факторов на рабочем месте 101
5.2 Экологическая безопасность 105
5.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 106
5.3.1 Анализ чрезвычайных ситуаций, инициирующий объект
исследования 106
5.3.2 Анализ чрезвычайных ситуаций на рабочем месте 106
5.3.3 Обоснование мероприятий по предотвращению
чрезвычайных ситуаций на рабочем месте 107
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности 107
Заключение 109
Список публикаций 111
Список используемых источников 115
Приложение А Literature review 124
Приложение Б Схемы установок каталитического крекинга 148
Приложение В Оценка адекватности математической модели 152
Приложение Г Календарный план график проведения НИОКР 154

Процесс каталитического крекинга вакуумных дистиллятов является
способом производства высокооктановых автомобильных бензинов и сырья
для нефтехимии во всем мире и способствует углублению переработки
нефти. В США мощности КК превышают 35% объема переработки нефти, в
Западной Европе – более 15%, а в России – менее 10%. Суммарная мировая
мощность процесса КК составляет в настоящее время около 700 млн т/год
сырья [1].
Эффективность процесса каталитического крекинга определяется в
первую очередь активностью, селективностью и стабильностью
используемых микросферических цеолитсодержащих катализаторов, однако
в процессе эксплуатации наблюдается ухудшение данных характеристик из-
за отложений кокса и тяжелых металлов на поверхности катализаторов,
истирания, спекания и др.
Дезактивация катализаторов в результате закоксовывания является
обратимым процессом, поскольку при удалении кокса каталитические
свойства частично восстанавливаются. В промышленных условиях с целью
восстановления активности катализаторов крекинга используют
регенерацию, в результате которой происходит окисление кокса
кислородсодержащими смесями, при этом работа катализаторов становится
цикличной в процессе «эксплуатация-регенерация».
Скорость окисления кокса можно интенсифицировать путем
увеличения содержания кислорода в подаваемом воздухе на регенерацию, а
также путем введения промоторов окисления в состав катализаторов,
которые не оказывают заметного влияния на его активность и селективность
в основных реакциях.
При высоких скоростях окисления наблюдается резкое повышение
температуры в зоне регенерации, что может являться главной причиной
необратимой дезактивации катализатора в результате спекания поровой
структуры. Для большинства регенерируемых катализаторов проблема
дезактивации в результате перегрева является настолько важной, что вместо
интенсификации окисления кокса необходимо снижать скорость этого
процесса.
Избыточное тепло, выделяющееся при окислительной регенерации
катализатора, обеспечивает тепловой баланс системы «реактор-регенератор»
и зависит от режима работы регенератора и содержания кокса на
катализаторе после лифт-реактора, который, в свою очередь, определяется
составом и характеристиками перерабатываемого сырья и технологическим
режимом работы лифт-реактора.
Таким образом, эффективность процесса окислительной регенерации
существенно влияет на экономику каталитических процессов, а для
каталитического крекинга даже определяет конкурентоспособность
различных вариантов этого процесса.
Разработка и применение математической модели, учитывающей
физико-химические закономерности протекания реакций окисления кокса в
среде воздуха, позволили прогнозировать не только содержание остаточного
кокса на катализаторе и состав дымовых газов регенерации, но и температуру
в зоне регенерации в зависимости от параметров технологического режима
работы реакторно-регенераторного блока.
Математическая модель процесса регенерации цеолитсодержащих
катализаторов крекинга в дальнейшем позволит оптимизировать режимы
работы реакторного блока в зависимости от активности регенерированного
катализатора и его температуры.
Целью работы является разработка математической модели процесса
регенерации цеолитсодержащих катализаторов в технологии
каталитического крекинга для прогнозирования содержания остаточного
кокса на регенерированном катализаторе.

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!

    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    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
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы

    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)