Моделирование работы промышленной установки каталитического крекинга. Диссертация тема работы Моделирование работы промышленной установки
 Скачать 1.1 Mb.
|
Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки Сокращения:КК – каталитический крекинг; FCC – каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора; DCC – глубокий каталитический крекинг; MSCC – каталитический крекинг с ультрокоротким временем контакта; ЛГ – легкий газойль; ТГ – тяжелый газойль; LPG – сжиженный нефтяной газ; FGO – дизельное топливо и газойль каталитического крекинга; ОЧ ИМ – октановое число по исследовательскому методу; ОЧ ММ – октановое число по моторному методу; ППФ – пропан-пропиленовая фракция; ББФ – бутан-бутиленовая фракция; НПЗ – нефтеперерабатывающий завод;  ЖГ – жирный газ; ВМ – высокомолекулярный; СМ – средне молекулярный; АУ – ароматический углеводород; НБ – нестабильный бензин; ЛВЖ – легковоспламеняющиеся жидкости; ГЖ – горючие жидкости. НормативныессылкиВ настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты: ППБ РК-2014 Правила пожарной безопасности в РК. ПУЭ РК-2015 Правила устройств электроустановок СНиП РК 4.02-42-2006 «Отопление вентиляция и кондиционирование». ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения. ОпределенияВ данной работе применены следующие термины с соответствующими определениями: Октановое число: показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива, которая способна противостоять самовоспламенению при сжатии для двигателей внутреннего сгорания. Каталитический крекинг: термокаталитическая переработка нефтяного сырья с целью получения продуктов, компонентов высокооктановых бензинов, легкого газойля, углеводородных газов С3-С4 и др. Лифт-реактор: вертикальный цилиндрический подъемник иногда переменного расширяющегося к верху сечения диаметром 1,0-1,4 м, высотой 37- 40 м и более. |
| | Введение | 14 |
| 1 | Современное состояние технологии каталитического крекинга нефтяного сырья | 16 |
| 1.1 | Современные технологии каталитического крекинга | 17 |
| 1.2 | Конструкции реакторно-регенераторного блока процесса каталитического крекинга | 25 |
| 1.3 | Катализаторы процесса каталитического крекинга | 34 |
| 1.4 | Математические модели процесса каталитического крекинга | 39 |
| 2 | Объект и методы исследования | 45 |
| 2.1 | Установка каталитического крекинга комплекса КТ – 1/1 | 45 |
| |  | |
| 2.2 | Химизм процесса каталитического крекинга | 48 |
| 2.3 | Методы определения группового состава сырья и продуктов процесса каталитического крекинг | 52 |
| 3 | Адаптация математической модели процесса каталитического крекинга на установке КТ – 1/1 | 54 |
| |  | |
| 3.1 | Мониторинг работы промышленной установки каталитического крекинга | 54 |
| 3.2 | Лабораторные исследования по определению группового состава сырья и продуктов процесса каталитического крекинга | 56 |
| 3.3 | Определение кинетических параметров реакций процесса каталитического крекинга | 61 |
| 4 | Результаты и обсуждения | 66 |
| 4.1 | Сопоставление результатов расчета по модели с экспериментальными данными с промышленной установки | 66 |
| 4.2 | Влияние параметров технологического режима на выход и состав продуктов крекинга | 67 |
| 4.3 | Технологические режимы, обеспечивающие увеличение выхода жирного газа с установки каталитического крекинга | 76 |
| 5. | Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение | 79 |
| 6 | Социальная ответственность | 93 |
| | Заключение | 101 |
| | Список публикаций | 104 |
| | Список использованных источников | 105 |
| | Приложение А | |
| | Приложение Б | |
| | Приложение В | |
| | Приложение Г | |
Введение
Особая роль в стратегии развития Казахстана до 2030 г. отведена нефтегазовой отрасли промышленности [1]. Модернизация и реконструкция нефтеперерабатывающих заводов Казахстана является основой повышения конкурентоспособности нефтегазовой отрасли Республики Казахстан.
Приоритетным направлением развития экономики Казахстана является разработка и внедрение технологий, адаптированных к сырьевым условиям республики Казахстан и позволяющих перерабатывать тяжелые, вязкие и высокосернистые нефти с получением моторного топлива и минеральных масел [2].
Особое место среди вторичных процессов переработки нефти занимает каталитический крекинг, который позволяет дополнительно получать до 15-20% в расчете на нефть высокооктанового бензина, а также жирного газа, богатого пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракциями. Жирный газ каталитического крекинга является ценным сырьем для производства товаров широкого потребления, в особенности пластмасс. Поэтому наиболее часто нефтехимические комбинаты входят в структуру газо- и нефтеперерабатывающих комплексов.
Тенденция развития каталитического крекинга последних десятилетий заключалась в расширении сырьевой базы процесса за счет вовлечения в переработку тяжелых нефтяных дистиллятов и остатков и совершенствовании промышленных катализаторов крекинга и конструкции реакционного аппарата. Пребывание тяжелого сырья в реакционной зоне потребовало значительного сокращения времени контакта, поскольку высокомолекулярные углеводородные и гетероатомные структуры в большей степени склонны к коксообразованию и потере активности катализатора.
В настоящее время существует достаточно много разновидностей установок каталитического крекинга, отличающихся друг от друга в основном конструкцией реактора и регенератора и их взаимным расположением.
Большинство установок каталитического крекинга используют лифт-реактор с псевдоожиженным слоем катализатора.
Выход и качество продуктов с установки каталитического крекинга определяется составом сырья, технологическим режимом работы реакторно- регенераторного блока, типом катализаторов крекинга и др.
Технологические режимы эксплуатации катализаторов крекинга могут существенно отличаться в зависимости от требуемого объема и качества производимой продукции. При этом технологический режим может быть направлен на производство жирного газа, бензиновой или дизельной фракции. Жирный газ каталитического крекинга, характеризуется высоким содержанием пропан-пропиленовой и бутан-бутиленовой фракциями и является ценным сырьем для нефтехимических процессов.
Целью работы является определение технологического режима для увеличения выхода жирного газа и бензина с установки каталитического крекинга с применением математической модели процесса.
Научная новизна данной работы заключается в определении кинетических закономерностей процесса глубокой переработки нефтяного сырья – каталитического крекинга, при переработке вакуумного дистиллята из смеси казахстанской и Западно-Сибирской нефти.
Результаты научного исследования могут быть использованы для повышения ресурсоэффективности установки каталитического крекинга, а именно прогнозирования группового углеводородного состава потока после реактора каталитического крекинга, выхода продуктов с установки, группового состава и октанового числа бензина, а также определения оптимального режима работы реактора.