ВВЕДЕНИЕ 12
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 13
1.1 Общие сведения о процессе 13
1.2 Механизм процесса 15
1.2.1 Основные стадии механизма процесса 15
1.2.2 Образование активных частиц 18
1.2.3 Стадии роста цепи 20
1.2.4 Обрыв цепи 24
1.3 Кинетика реакций синтеза Фишера-Т ропша 26
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 30
3 РАСЧЕТЫ И АНАЛИТИКА 32
3.1 Анализ экспериментальных данных 32
3.2 Разработка кинетической модели с учетом группового состава 35
3.3 Результаты проведенного исследования 37
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 40
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 40
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 42
4.2.1 Определение трудоемкости выполнения работ 44
4.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 49
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 56
5.1 Производственная безопасность 58
5.2 Охрана окружающей среды 67
5.3 Анализ факторов, характеризующих возникновение чрезвычайных
ситуаций 68
5.4 Правовые вопросы обеспечения безопасности 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ 72
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 73
10
ПРИЛОЖЕНИЕ А Выход продуктов синтеза Фишера - Тропша ПРИЛОЖЕНИЕ B Расчет выхода продуктов синтеза Фишера-Тропша на ультрадисперсном железном катализаторе в среде программы Pascal
Из-за сокращения природных запасов углеводородного сырья увеличивается поиск новых технологий, которые позволяют получать аналоги нефти и продукты на ее основе. В данном отношении перспективным является синтез Фишера-Тропша, который из СО и Н2 позволяет получать углеводороды различного состава в зависимости от условий синтеза и вида катализатора.Актуальность создания технологии синтетических углеводородов обусловлена востребованностью этих продуктов, в том числе высокомолекулярных, в различных областях промышленности.
Эффективность процесса определяется такими показателями, как производительность и селективность. Для повышении производительности и селективности процесса синтеза Фишера-Тропша существуют два подхода. Первый подход - каталитический, заключающий в разработке новых катализаторов, которые позволяют смещать максимум в распределении образующихся углеводородов в сторону желаемой фракции, чему способствуют оптимизация пористой структуры, активирующих добавок, увеличение теплопроводности контакта. Второй подход - технологический, основан на выборе технологического оформления (тип реактора, способ организации технологических потоков) и режима процесса (температура синтеза, давление в реакторе, состав исходного газа и так далее), которые обеспечивают увеличение производительности и выхода желаемой фракции углеводородов. Синтез Фишера-Тропша является актуальным процессом переработки разнообразного углеродсодержащего сырья с целью получения углеводородных продуктов
Синтез углеводородов из монооксида углерода и водорода относится к многокомпонентным процессам. Сложность реакций, протекающих в синтезе, и большое число факторов, оказывающих на них влияние (давление, температура, состав исходного газа, время контактирования и т.д.) затрудняет построение кинетической модели процесса.
Были проведены экспериментальные исследования синтеза Фишера- Тропша на ультрадисперсном железном катализаторе. При анализе результатов выявлено, что на данном катализаторе в составе жидких продуктов в значительных количествах содержатся изо-алканы, циклоалканы и арены, что существенно отличает его от раннее применяемых катализаторов.
Показано, что увеличение температуры приводит к существенному росту степени превращения, однако селективность образования групповых компонентов изменяется незначительно.
На основе разработанной, на кафедре ХТТ и ХК кинетической модели синтеза Фишера-Тропша на модифицированном железном катализаторе, была сформирована модель кинетики процесса на ультрадисперсном катализаторе с учетом группового состава компонентов. Результаты исследований показали, что в жидком продукте синтеза в преобладающем количестве содержатся алканы (55%) и в значительных количествах присутствуют изо-алканы и арены.
В дальнейшем для совершенствования кинетической модели с использованием дополнительно полученных экспериментальных данных необходимо оценить значения кинетических параметров и уточнить механизм синтеза.
В ходе выполнения исследований раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» рассчитали бюджет НТИ для различных вариантов исполнения, на основании чего определили финансовый показатель разработки, показатель ресурсоэффективности, интегральный показатель эффективности.
При выполнении раздела «Социальная ответственность» рассмотрели безопасность на производстве, правовые вопросы обеспечения безопасности, сделали анализ вредных и опасных факторов на рабочем месте, также анализ факторов, которые характеризуют возникновение чрезвычайных ситуаций.
