Введение 13
1. Обзор литературы
1.1 Характеристика и области применения дизельного топлива 15
1.2 Современные требования, предъявляемые
к качеству дизельных топлив для холодных климатических зон 16
1.3 Современное состояние производства зимнего
и арктического дизельного топлива в России 25
1.4 Назначение процесса каталитической депарафинизации 31
1.5 Постановка цели и задач исследования 32
2. Объект и методы исследования
2.1 Характеристика объекта исследования, исходных материалов 34
2.2 Математическая модель процесса каталитической депарафинизации 38
3. Расчеты и аналитика
3.1 Исследование влияния температуры на процесс 44
3.2 Исследование влияния расхода сырья на процесс 45
3.3 Подбор оптимальных режимов проведения
процесса при изменяющемся составе сырья 46
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 50
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 54
4.3 Бюджет научно-технического исследования 56
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей),
финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 62
5. Социальная ответственность 64
5.1 Производственная безопасность 66
5.1.1 Анализ вредных факторов на рабочем месте 67
5.1.2 Анализ опасных факторов на рабочем месте 70
5.2 Охрана окружающей среды 74
5.3 Анализ факторов, характеризующих возникновение
чрезвычайных ситуаций 75
5.3.1 Чрезвычайные ситуации на производственном объекте 76
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 79
Заключение 81
Список публикаций 83
Список использованных источников 84
Приложение А Характеристики сырья 90
ПриложениеБ Характеристики сырья, стабилизата
гидроочищенной и депарафинизированной фракции 180-340 ° С и бензина-отгона секции 200 91
Приложение В Характеристики сырья, стабильной керосиновой фракции 140-240 град С и бензина отгона секции 300 92
Приложение Г Временные показатели проведения научного исследования 93
Приложение Д Календарный план-график проведения НИОКР по теме 96
Развитию технологий производства дизельных топлив (ДТ) для холодного и арктического климата уделяется значительное внимание, так как в Российской Федерации спрос и потребность в конкретных нефтепродуктах во многом определяются особенностями климата и географического положения регионов страны. В области производства дизельного топлива наиболее эффективными являются процессы каталитической гидродепарафинизации и изодепарафинизации, отечественные разработки которых в настоящее время реализованы в промышленности в незначительном объеме, либо существуют только на пилотном уровне или стадии испытаний на модельном сырье.
Актуальным является совершенствование процесса каталитической депарафинизации с использованием метода математического моделирования на основе учета термодинамических и кинетических закономерностей процесса, которые позволяют выработать рекомендации по регулированию технологических условий процесса депарафинизации дизельных фракций, что обеспечивает достижение оптимального выхода продукта и соблюдение норм по низкотемпературным характеристикам при изменении углеводородного состава сырья.
Объектом исследования является установка каталитической депарафинизации дизельных фракций нефти.
Предмет исследования - закономерности влияния технологических параметров процесса каталитической депарафинизации дизельных фракций нефти на состав, выход и низкотемпературные свойства получаемого продукта.
Цель работы заключается в повышении эффективности работы установки каталитической гидродепарафинизации дизельного топлива путем подбора оптимальных технологических режимов с применением метода математического моделирования.
Личный вклад включает исследование влияния различных технологических параметров процесса депарафинизации на результаты процесса с применением математической модели, а именно исследование влияния температуры и расхода сырья в реактор депарафинизации на низкотемпературные свойства и выход продукта, а также оптимизацию процесса депарафинизации по температурному режиму в зависимости от расхода и состава сырья.
Работа имеет практическое значение для регулирования режима процесса депарафинизации в зависимости от состава сырья и загрузки установки по сырью.
Литературный обзор показал, что дизельное топливо является одним из основных продуктов нефтеперерабатывающей отрасли. При этом наблюдается тенденция к внедрению на российские нефтеперерабатывающие заводы нового современного процесса гидродепарафинизации, совмещенного с процессом гидроочистки. Это обусловлено несколькими факторами. Во-первых, в последние годы наблюдается тенденция к уменьшению запасов нефти нафтенового типа и увеличению добычи парафинистой нефти. Как известно, парафины являются наиболее высокозастывающими компонентами дизельных топлив, и изменение состава перерабатываемого сырья на более парафинистое требует внедрения таких новых процессов производства низкозастывающих дизельных топлив, как процесс гидродепарафинизации. Во-вторых, капитальные затраты на строительство установок каталитической депарафинизации значительно ниже затрат на строительство установок гидрокрекинга и каталитического крекинга. В третьих, такое совмещение процессов позволяет производить топливо класса ЕВРО 5, что особенно актуально в условиях ужесточения требований по экологическим характеристикам топлив.
Кроме того, в настоящее время исследования в области процесса депарафинизации сосредоточены на разработке новых каталитических композиций и новых технологий процесса. При этом, не достаточное внимание уделено оптимизации и повышению эффективности действующих установок.
Рассмотрено влияние на процесс следующих факторов: температура и расход сырья. Повышение температуры и снижение расхода сырья в процессе гидродепарафинизации позволяет получать дизельное топливо с более низкими температурами застывания, фильтруемости и помутнения за счет увеличения конверсии высокомолекулярных н-алканов и увеличения выхода и-парафинов.
Анализ влияния температуры на процесс показал, что при увеличении температуры на 40°C наблюдается уменьшение концентрации высокомолекулярных н-парафинов на 6,64%мас. (с 10,53%мас. до 3,89%масс) для сырья точки отбора 1, для точки отбора 2 на 10%мас. (с 13,6%мас. до 3,58%мас.) и для точки отбора 3 на 13%мас. (с 16,72%мас. до 3,77%мас.), что способствует улучшению низкотемпературных свойств получаемых в процессе гидродепарафинизации дизельных фракций.
Анализ влияния расхода сырья на процесс показал, что при увеличении расхода сырья на 40 м /ч увеличивается содержание парафиновых углеводородов нормального строения Сю-С27 в продуктовой смеси на 0.7 процента массовых для точки отбора 1 (с 7,54%мас. до 8,25%мас.), на 1%мас. для токи отбора 2 (с 9,09%мас. до 10,14%мас.) и на 1,35%мас. для точки отбора 3 (с 11,06%мас. до 12,41%мас.), так как уменьшается время контакта сырья и катализатора.
Повышение эффективности работы установок каталитической гидродепарафинизации дизельных топлив достигнуто путем подбора оптимального режима работы.
При увеличении расхода сырья производительность установки гидродепарафинизации увеличивается, однако при этом качество продукта снижается и не соответствует требуемым значениям содержания высокомолекулярных н-парафинов, и, соответственно, требуемой температуре застывания. Поэтому процесс необходимо проводить при оптимальном соотношении температуры, расхода ВСГ в зависимости от расхода сырья для получения продукта с требуемыми характеристиками.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
