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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 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
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)