Помощь студентам в учебе
Исследование процесса риформинга бензинов на установке со стационарным слоем катализатора
|
Введение 5
1 Основные теоретические положения 7
1.1 Химизм, механизм процесса 7
1.2 Катализаторы риформинга 10
1.3 Параметры процесса 13
1.4 Технологическое оформление каталитического риформинга со
стационарным слоем катализатора 15
2 Литературный обзор 16
2.1 Повышение эффективности каталитического риформинга с помощью математического моделирования и моделирующих компьютерных систем 19
2.2 Современные катализаторы риформинга 23
3 Объект и методы исследования 28
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 44
5.1. Потенциальные потребители результатов исследования 44
5.2 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 44
5.2.1 Анализ конкурентных технических решений 44
5.2.2 SWOT-анализ 47
5.3 Планирование научно-исследовательских работ 49
5.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 49
5.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 50
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 51
5.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 54
5.4.1 Расчет материальных затрат НТИ 54
5.4.2. Расчет затрат на специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ 55
5.4.3 Основная заработная плата исполнителей темы 55
5.4.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 56
5.4.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 57
5.4.6 Накладные расходы 58
5.4.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 58
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 59
Заключение
Список литературы
1 Основные теоретические положения 7
1.1 Химизм, механизм процесса 7
1.2 Катализаторы риформинга 10
1.3 Параметры процесса 13
1.4 Технологическое оформление каталитического риформинга со
стационарным слоем катализатора 15
2 Литературный обзор 16
2.1 Повышение эффективности каталитического риформинга с помощью математического моделирования и моделирующих компьютерных систем 19
2.2 Современные катализаторы риформинга 23
3 Объект и методы исследования 28
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 44
5.1. Потенциальные потребители результатов исследования 44
5.2 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 44
5.2.1 Анализ конкурентных технических решений 44
5.2.2 SWOT-анализ 47
5.3 Планирование научно-исследовательских работ 49
5.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 49
5.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 50
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 51
5.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 54
5.4.1 Расчет материальных затрат НТИ 54
5.4.2. Расчет затрат на специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ 55
5.4.3 Основная заработная плата исполнителей темы 55
5.4.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 56
5.4.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 57
5.4.6 Накладные расходы 58
5.4.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 58
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 59
Заключение
Список литературы
Каталитический риформинг является одним из базовых процессов получения высокооктановых компонентов автомобильных бензинов и ароматических углеводородов в России.
Учитывая тот факт, что процесс каталитического риформинга бензинов обеспечивает низкую себестоимость продукта и занимает ведущее место при производстве высокооктановых автомобильных бензинов, постоянно совершенствуется его технология.
Одним их основных способов интенсификации уже действующих производств, является использование новых, высокотехнологичных катализаторов.
Актуальность данной работы заключается в расчете и исследовании различных факторов, влияющих на качество и выход целевого продукта каталитического риформинга, путем использования моделирующей компьютерной системы, позволяющей без значительных материальных и временных затрат проводить вычислительный эксперимент.
Целью работы является анализ факторов, влияющих на качество и выход целевого продукта процесса каталитического риформинга углеводородов бензиновой фракции, повышение эффективности промышленной установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора Л-35-11/600 ОАО «Газпромнефть ОНПЗ».
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучение методики расчета работы установки риформинга с использованием математической компьютерной системы «Activ», основанной на нестационарной кинетической модели;
- оценка степени влияния изменения технологических параметров и состава входного сырья на эксплуатационные характеристики установки в целом;
- анализ сводных таблиц, построение графиков и выдача практических рекомендаций о повышении процесса риформинга бензинов со стационарным слоем катализатора.
Применяемый в ходе расчетов метод математического моделирования позволяет решить выше перечисленные задачи и подобрать оптимальные условия проведения процесса на технологической установке риформинга со стационарным слоем катализатора.
Учитывая тот факт, что процесс каталитического риформинга бензинов обеспечивает низкую себестоимость продукта и занимает ведущее место при производстве высокооктановых автомобильных бензинов, постоянно совершенствуется его технология.
Одним их основных способов интенсификации уже действующих производств, является использование новых, высокотехнологичных катализаторов.
Актуальность данной работы заключается в расчете и исследовании различных факторов, влияющих на качество и выход целевого продукта каталитического риформинга, путем использования моделирующей компьютерной системы, позволяющей без значительных материальных и временных затрат проводить вычислительный эксперимент.
Целью работы является анализ факторов, влияющих на качество и выход целевого продукта процесса каталитического риформинга углеводородов бензиновой фракции, повышение эффективности промышленной установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора Л-35-11/600 ОАО «Газпромнефть ОНПЗ».
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучение методики расчета работы установки риформинга с использованием математической компьютерной системы «Activ», основанной на нестационарной кинетической модели;
- оценка степени влияния изменения технологических параметров и состава входного сырья на эксплуатационные характеристики установки в целом;
- анализ сводных таблиц, построение графиков и выдача практических рекомендаций о повышении процесса риформинга бензинов со стационарным слоем катализатора.
Применяемый в ходе расчетов метод математического моделирования позволяет решить выше перечисленные задачи и подобрать оптимальные условия проведения процесса на технологической установке риформинга со стационарным слоем катализатора.
В данной работе проводились исследования с помощью разработанной на кафедре химической технологии топлива и химической кибернетики Томского политехнического университета компьютерной моделирующей программы «Aktiv», которая использовалась для расчета и мониторинга процесса каталитического риформинга бензинов со стационарным слоем катализатора.
Объектом проведенного исследования стала установка каталитического риформинга Л-35-11/600 ОАО «Газпромнефть-Омский НПЗ» г. Омск. Установка предназначена для получения стабильного риформата - высокооктанового компонента автомобильных бензинов и водородсодержащего газа.
Проведя предварительный мониторинг работы установки за отдельно взятый период времени (1.04.14 - 28.10.14) и проанализировав результаты, мы увидели, что текущая активность в течение всего исследуемого периода отличается в среднем на 20 % от оптимальной активности, что говорит о том, что установка работает в режиме, близком к оптимальному.
Для оценки степени влияния изменения технологических параметров и состава входного сырья на эксплуатационные характеристики установки в целом, мы варьировали температурой и расходом сырья. В результате исследования видим, что с ростом температуры октановое число, рассчитанное по исследовательскому методу, увеличивается, это объясняется тем, что повышение температуры способствует образованию ароматических углеводородов, а выход риформата уменьшается с ростом температуры. Это объясняется тем, что при более высоких температурах увеличивается роль реакций гидрокрекинга.
Исследовав влияние расхода сырья на процесс риформинга можно сказать, что увеличение расхода сырья оказывает отрицательное влияние на выход ароматических углеводородов и октановое число катализата.
Проделанные расчеты наглядно продемонстрировали возможности использования математической модели процесса и основанной на ней компьютерной программы при решении разнообразных технологических задач. В данном конкретном случае было исследовано влияние технологических параметров на процесс каталитического риформинга.
Подбор оптимальных технологических условий эксплуатации катализатора, обеспечивающих максимальную степень его использования, является многофакторной задачей и зависит, прежде всего, от реакционной способности углеводородов - компонентов сырья.
Оптимальный режим ведения процесса каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора марки ПР-81 достигается при следующих технологических параметрах: температура процесса 505-510 °С, расход сырья 65-75 м3/час.
Также проведена оценка конкурентоспособности процесса риформинга со стационарным слоем катализатора по сравнению с аналогами, рассчитан показатель, оценивающий перспективность данной технологии, который определяет уровень перспективности как «выше среднего». Был составлен перечень этапов работ и определена их трудоемкость, построен календарный план-график выполнения работ, который демонстрирует, что до защиты ВКР остается время для подготовки (около 23 дней). Рассчитан ориентировочный бюджет на создание научной разработки, а также проведена оценка эффективности научного исследования с позиции ресурсосбережения и сравнительная эффективность разработки. Проведен анализ вредных воздействий на рабочем месте и на производстве. Для сокращения неорганизованных выбросов рассмотрены различные мероприятия по охране окружающей среды.
Объектом проведенного исследования стала установка каталитического риформинга Л-35-11/600 ОАО «Газпромнефть-Омский НПЗ» г. Омск. Установка предназначена для получения стабильного риформата - высокооктанового компонента автомобильных бензинов и водородсодержащего газа.
Проведя предварительный мониторинг работы установки за отдельно взятый период времени (1.04.14 - 28.10.14) и проанализировав результаты, мы увидели, что текущая активность в течение всего исследуемого периода отличается в среднем на 20 % от оптимальной активности, что говорит о том, что установка работает в режиме, близком к оптимальному.
Для оценки степени влияния изменения технологических параметров и состава входного сырья на эксплуатационные характеристики установки в целом, мы варьировали температурой и расходом сырья. В результате исследования видим, что с ростом температуры октановое число, рассчитанное по исследовательскому методу, увеличивается, это объясняется тем, что повышение температуры способствует образованию ароматических углеводородов, а выход риформата уменьшается с ростом температуры. Это объясняется тем, что при более высоких температурах увеличивается роль реакций гидрокрекинга.
Исследовав влияние расхода сырья на процесс риформинга можно сказать, что увеличение расхода сырья оказывает отрицательное влияние на выход ароматических углеводородов и октановое число катализата.
Проделанные расчеты наглядно продемонстрировали возможности использования математической модели процесса и основанной на ней компьютерной программы при решении разнообразных технологических задач. В данном конкретном случае было исследовано влияние технологических параметров на процесс каталитического риформинга.
Подбор оптимальных технологических условий эксплуатации катализатора, обеспечивающих максимальную степень его использования, является многофакторной задачей и зависит, прежде всего, от реакционной способности углеводородов - компонентов сырья.
Оптимальный режим ведения процесса каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора марки ПР-81 достигается при следующих технологических параметрах: температура процесса 505-510 °С, расход сырья 65-75 м3/час.
Также проведена оценка конкурентоспособности процесса риформинга со стационарным слоем катализатора по сравнению с аналогами, рассчитан показатель, оценивающий перспективность данной технологии, который определяет уровень перспективности как «выше среднего». Был составлен перечень этапов работ и определена их трудоемкость, построен календарный план-график выполнения работ, который демонстрирует, что до защиты ВКР остается время для подготовки (около 23 дней). Рассчитан ориентировочный бюджет на создание научной разработки, а также проведена оценка эффективности научного исследования с позиции ресурсосбережения и сравнительная эффективность разработки. Проведен анализ вредных воздействий на рабочем месте и на производстве. Для сокращения неорганизованных выбросов рассмотрены различные мероприятия по охране окружающей среды.