Разработка технологий окислительного обессеривания дизельных фракций

Баклашкина, Ксения Андреевна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В процессе исследования проводились эксперименты по обессериванию дизельных фракций смесью перекиси водорода и муравьиной кислоты и в ходе каталитической гидроочистки, определялось общее содержание серы, групповой углеводородный состав, групповой состав серосодержащих групп соединений, элементный анализ для определения содержания общего азота, были рассчитаны эффективные константы скорости, степень десульфуризации дизельного топлива, рассчитаны термодинамические характеристики, составлена математическая модель, проведена оптимизация и составлена технологическая схема и схема автоматизации блока окислительного обессеривания, сконструирован реактор.

Введение ……………………………………………………………………..5
1 Современные процессы и технологические схемы удаления серы из
нефтяных фракций…………………………………………………………..…..10
2 Аналитический обзор……………………………………………………14
2.1 Теоретические основы десульфуризации…………………………….14
2.2 Пути и методы совершенствования технологии обессеривания ….15
2.3 Каталитическая гидроочистка……………………….…………….…17
2.4 Окислительная десульфуризация ……………………………….……21
3 Объект и методы исследования………………………..………………..25
3.1 Установка и параметры окислительного обессеривания..…….……25
3.2 Установка и параметры каталитической гидроочистки …….……..27
4 Экспериментальная часть……………………….……………..…….….28
4.1 Окислительное обессеривание……………………………………….28
4.1.1 Групповой состав серосодержащих соединений………………….30
4.2 Каталитическая гидроочистка и совмещение процессов ………….34
4.3 Разработка технологической схемы процесса окислительного
обессеривания ……………………………………………………………………37
4.3.1 Экспериментальное определение области оптимума………….…37
4.4 Технологическая схема окислительного обессеривания ……….….38
4.5 Моделирование и оптимизация процесса окислительного
обессеривания……………………………………………………………………..39
4.6 Технологические расчеты процесса и основных аппаратов…….…44
4.6.1 Расчет горизонтального реактора обессеривания………..………..46
4.6.1.1 Расчет первой секции…………………….…………………….…46
4.6.1.2 Расчет второй секции………………………………………….….50
4.6.1.3 Расчет третей секции……………………………………….….….52
4.6.1.4 Расчет четвертой секции…………………………………….…….53
4.6.1.5 Расчет пятой секции………………………………………………54
4.6.2 Материальный баланс реактора……………………………….……55
4.6.3 Объем отстойной зоны реактора……………………………………56
4.6.4 Объем реактора…………………………………….…………..…….56
4.6.5 Тепловой баланс реактора………………………………………….57
4.6.6 Расчет сырьевого насоса……………………………….………..….57
4.7 Прочностной расчет………………………………………..………….58
4.7.1 Расчет рубашки…………………….………………….….…………58
4.7.2 Расчет толщины обечаек……………………….…………….……..58
4.7.3 Расчет толщины днища………………………….………..…………59
4.7.4 Расчет изоляции аппарата……………………….……..……………59
4.7.5 Подбор штуцеров……………………………….……………………60
4.7.6 Расчет размеров опоры аппарата…………….…….……………….60
4.8 Автоматизация и управление процессом…………………………….61
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение……………………………………………………………………………………63
5.1 Потенциальные потребителиS результатов Sисследования……….64
5.2 Анализ конкурентных техническихS решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения………………….………………66
5.3 SWOT-анализ………………………………………………………….68
5.4 Цели и результат проекта…………………………………………….72
5.5 Организационная структура проекта………………………………..73
5.6 Бюджет научного исследования……………………………………..76
5.6.1 Сырье, материалы, покупные изделия и полуфабрикаты………..77
5.6.2 Специальное оборудование для научных работ…………………..77
5.6.3 Основная заработная плата…………………………………………78
5.6.4 Отчисления на социальные нужды…………………………………79
5.6.5 Накладные расходы…………………………………………………80
5.7 Реестр рисков проекта…………………………………………………81
5.8 Оценка сравнительной эффективности
исследования…………………………………………………………………..…82
6 Социальная ответственность……………………………………………85
Введение…………………….……………………………………………..85
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности……………………………………………………………………..85
6.2 Производственная безопасность……………………………………..88
6.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать
объект исследования……………………………………………………………..88
6.3 Отклонение показателей микроклимата в помещении……………..90
6.4 Повышенный уровень шума………………………………………….91
6.5 Повышенный уровень вибрации……………………………………..92
6.6 Недостаточная освещенность рабочей зоны…………………………92
6.7 Выявление опасных факторов в научно-исследовательской
лаборатории (при разработке и эксплуатации научного исследования)….….93
6.7.1 Пожарная безопасность……………………………………………..93
6.7.2 Термические опасности……………………………………………..96
6.7.3 Электробезопасность ……………………………………………….96
6.8 Требования к обеспечению взрывобезопасности технических
процессов…………………………………………………………………………98
6.9 Экологическая безопасность……………………………………..…100
6.10 Безопасность в чрезвычайных ситуациях………….…………….100
Заключение ………………………………………………………………102
Список публикаций студента……………………………………..……104
Список литературы………………………………………………..……..108

Дизельное топливо – один из самых востребованных нефтепродуктов на
мировом рынке; по прогнозам ОПЕК, доля транспортных средств, которые
используют дизельный двигатель, достигнет 45 % к 2021 году. Производство
его растет, на территории России с 2010 по 2017 год количество потребляемого
дизельного топлива достигло 76,831 млн.т [1]. Спрос на дизельное топливо
особенно высок на европейском и азиатском рынках. Рост экспорта в эти
страны сдерживает несоответствие качества дизельного топлива
экологическим требованиям, предъявляемым на этих территориях.
Содержание ароматических углеводородов в дизельном топливе жестко
контролируется, так как именно эта группа соединений ответственна за
большую часть несгорающих и твердых частиц в отработавших газах
дизельных двигателей [2, 3]. Особое внимание уделяют содержанию
полициклических углеводородов, так как они оказывают токсическое
воздействие. Содержание серы и азота, как нежелательных компонентов,
регламентируется ТР ТС 013/2011 от 18.10.2011 №826.
Содержание СС в дизельной фракции составляет от 0.02 до 2.00 %мас.
Существует условное деление на активные и неактивные соединения. К
активным сернистым соединениям относятся свободная сера, меркаптаны и
сероводород, которые вызывают коррозию при контакте с металлом. Их
наличие в нефтепродуктах не допустимо. Неактивные соединения
представлены сульфидами, дисульфидами, тиофеном и их производными и
составляют 70-80 % от общей массы соединений серы. Установлено, что
любые сернистые соединения в дизельном топливе при попадании в ДВС
становятся активными и, как следствие, вызывают коррозию
цилиндропоршневой группы [4]. СС отравляют катализаторы в процессе
переработки дизельного топлива, переходят в сернистый ангидрид при
окислении дизельного топлива и отравляют окружающую среду.
Кроме СС дизельная фракция содержит соединения азота,
представленные производными хинолина, индола, пиридина и карбазола [5].
Данная группа соединений оказывает отравляющее воздействие на
катализаторы ГО топлива [6]. Содержание азота в дизельной фракции
составляет от 0.01-0.03% мас.
Для достижения содержания серы менее 10 ppm требуется
реконструкция традиционного процесса ГО, которая позволит повысить
степень конверсии СС. Для этого нужно увеличение время контакта и расхода
водорода, использование дорогостоящих катализаторов [2]. Потребление
водорода увеличивается с «утяжелением» прямогонных дизельных фракций.
Отработанный катализатор ГО представляет собой твердые отходы при
утилизации которых происходят выбросы углекислого газа. Перечисленные
факторы подтверждают необходимость разработки более стабильной
технологии облагораживания дизельного топлива, способной повысить
эффективность ГО [7].
Перспективной технологией, позволяющей снизить стоимость
производства дизельного топлива с низким содержанием СС, является процесс
ОО. Экономическая целесообразность его применения зависит от состава
сырья и параметров проведения процесса [8]. Технология ОО является
альтернативой традиционной технологии гидродесульфаризации и
предполагает отказ от водорода и снижение капитальных затрат. При
проведении данного процесса с относительной легкостью происходит
разделение углеводородной части и продуктов окисления СС. Высокий
потенциал метода связан с высоким уровнем десульфуризации и
экономически ценными образующимися сульфоксидами и сульфонами.
Наиболее популярным окислительным агентом является пероксид водорода,
он является дешевым, экологичным и коммерчески доступным.
Достоинством процесса ОО перекисью водорода и муравьиной кислотой
по сравнению с каталитической ГО в том, что трудно десульфируемые
производные дибензтиофена легко окисляются при давлении 101,3 кПа и
температуре не выше 100 °С до образования продуктов окисления, которые
легко отделяются от дизельной фракции экстракцией или адсорбцией.
В большинстве работ по ОО представлены результаты окисления
модельных смесей с использованием различных окислительных агентов, что
не позволяет полноценно исследовать изменение группового и компонентного
состава дизельной фракции [9-16].
Актуальной является задача исследования процесса ОО для дизельных
фракций различного происхождения, а том числе в сочетании с ГО с целью
повышения эффективности обессеривания.

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!

    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    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
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    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
    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
    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
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 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)