📄Работа №202575
Тема: Прогнозирование работы промышленной установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Химия
Объем:
135 листов
Год:
2022
Просмотров:
63
4850
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 15
1 Литературный обзор 17
1.1 Современные тенденции развития процесса алкилирования 18
1.1.1 Твердые кислоты 19
1.1.2 Сульфатированные оксиды 19
1.1.3 Цеолиты 20
1.1.4 Ионные жидкости 21
1.2 Технологии алкилирования 22
1.2.1 Жидкофазные катализаторы 22
1.2.1.1 Сернокислое алкилирование 23
1.2.1.2 Фтористоводородное алкилирование 28
1.2.1.3 Ионные жидкости 31
1.2.2 Твердофазные катализаторы 35
2 Характеристика объекта исследования 37
2.1 Механизм реакции алкилирования 37
2.2 Термодинамика процесса алкилирования 41
2.3 Характеристика сырья 44
3 Экспериментальная часть 46
3.1 Мониторинг работы промышленной установки алкилирования в период ее
стабильной работы 46
3.2 Анализ полученных алкилатов 55
3.3 Описание математической модели для проведения исследования 58
3.3.1 Верификация модели 63
3.3.2 Исследование влияния температуры 64
3.3.3 Влияние расхода сырья 69
3.3.4 Влияние расхода рециркулирующего изобутана 70
3.4 Прогнозирование работы промышленной установки сернокислотного
алкилирования изобутана олефинами 71
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 75
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 75
4.2 Анализ конкурентных технических решений 75
4.3 SWOT-анализ 77
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 81
4.5 Инициация проекта 82
4.6 Планирование управления научно-исследовательских работ 84
4.7 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 87
4.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 92
5 Социальная ответственность 98
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 98
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 98
5.2 Производственная безопасность 99
5.2.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке, изготовлении
и эксплуатации установки алкилирования 100
5.2.2 Расчет искусственного освещения 104
5.3 Экологическая безопасность 106
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 108
Заключение 110
Список литературы 112
Приложение А 117
Приложение Б 130
Приложение В 131
Приложение Г
1 Литературный обзор 17
1.1 Современные тенденции развития процесса алкилирования 18
1.1.1 Твердые кислоты 19
1.1.2 Сульфатированные оксиды 19
1.1.3 Цеолиты 20
1.1.4 Ионные жидкости 21
1.2 Технологии алкилирования 22
1.2.1 Жидкофазные катализаторы 22
1.2.1.1 Сернокислое алкилирование 23
1.2.1.2 Фтористоводородное алкилирование 28
1.2.1.3 Ионные жидкости 31
1.2.2 Твердофазные катализаторы 35
2 Характеристика объекта исследования 37
2.1 Механизм реакции алкилирования 37
2.2 Термодинамика процесса алкилирования 41
2.3 Характеристика сырья 44
3 Экспериментальная часть 46
3.1 Мониторинг работы промышленной установки алкилирования в период ее
стабильной работы 46
3.2 Анализ полученных алкилатов 55
3.3 Описание математической модели для проведения исследования 58
3.3.1 Верификация модели 63
3.3.2 Исследование влияния температуры 64
3.3.3 Влияние расхода сырья 69
3.3.4 Влияние расхода рециркулирующего изобутана 70
3.4 Прогнозирование работы промышленной установки сернокислотного
алкилирования изобутана олефинами 71
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 75
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 75
4.2 Анализ конкурентных технических решений 75
4.3 SWOT-анализ 77
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 81
4.5 Инициация проекта 82
4.6 Планирование управления научно-исследовательских работ 84
4.7 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 87
4.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования 92
5 Социальная ответственность 98
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 98
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 98
5.2 Производственная безопасность 99
5.2.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке, изготовлении
и эксплуатации установки алкилирования 100
5.2.2 Расчет искусственного освещения 104
5.3 Экологическая безопасность 106
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 108
Заключение 110
Список литературы 112
Приложение А 117
Приложение Б 130
Приложение В 131
Приложение Г
📖 Аннотация
В данной работе проведено прогнозирование работы промышленной установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами с целью оптимизации технологических параметров для максимизации выхода высокооктанового алкилата. Актуальность исследования обусловлена растущим спросом на экологически чистые бензины с высоким октановым числом, а также экономическими ограничениями на масштабную реконструкцию существующих производств под современные катализаторы. Основные результаты включают выявление ключевых зависимостей: повышение октанового числа алкилата (ОЧИ) коррелирует с увеличением соотношения расходов сырья к хладагенту и циркулирующего изобутана к сырью, а также установлена прямая связь ОЧИ с концентрацией изооктанов в продукте. Научная значимость заключается в верификации и применении математической модели процесса, а практическая – в определении оптимальных режимных параметров для действующего производства, что позволяет повысить его эффективность без капитальной реконструкции. В контексте современных исследований, таких как работы Meyers R.A. по технологиям переработки, Талзи В.П. по механизму реакции и Хамзина Ю.А. по цеолитным катализаторам, данное исследование подтверждает потенциал методов математического моделирования для решения многокритериальных задач оптимизации устоявшихся сернокислотных процессов.
📖 Введение
Современные технологии алкилирования представлены широким классом различных промышленных процессов, которые, несмотря на все различия, имеют принципиальный общий механизм. Среди проблем, общих для всех процессов алкилирования (получение компонентов бензина, этилбензола, кумола, линейных алкилбензолов), можно отметить наличие сопутствующих побочных реакций, что приводит к снижению селективности процесса и ухудшению качества продукции. Реконструкция существующих заводов на современные твердые катализаторы часто экономически нецелесообразна в связи с большими затратами на реконструкцию производства [39-41]. Поэтому в настоящее время нефтехимическая и нефтеперерабатывающие заводы столкнулись с проблемой повышения эффективности производства алкилатов. Эта сложная многокритериальная задача может быть решена с помощью метода математического моделирования [38].
Свыше 35% потребляемой продукции, поставляемой от нефтегазовой промышленности, на Российском потребительском рынке приходится на долю товарных бензинов. Суровые экологические требования к топливам увеличивают спрос на бензины с высоким значением октанового числа, что, в свою очередь, увеличивает спрос на алкилат [42].
Объектом исследования является установка сернокислотного алкилирования, результатом работы которой является высокооктановое топливо, не содержащее углеводородов ароматического и нафтенового строения. Основным компонентом алкилата является высокоразветвлённый изомер С8 - 2,2,4-триметилпентан.
Для проведения исследований процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами и работы установки алкилирования использована математическая модель ТПУ, которая позволяет рассчитать выход и октановое число алкилата при различных технологических условиях процесса и переменном составе олефиновой и изобутановой фракций. Для проведения исследований необходимо выполнить следующие задачи:
1) Выполнить анализ данных промышленных и лабораторных испытаний проб сырья и продуктов установки алкилирования, технологических режимов работы основных аппаратов;
2) Выявить закономерности влияния технологических параметров процесса на качество получаемой продукции;
3) Выполнить прогнозные расчеты показателей процесса алкилирования с использованием математической модели и сделать рекомендации по повышению эффективности работы промышленной установки.
Целью работы является прогнозирование работы промышленной установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами с использованием разработанной в ТПУ математической модели.
Математическая модель процесса сернокислого алкилирования изобутана олефинами позволяет повысить эффективность управления процессом, снизить риски производства и увеличить экономические показатели
Свыше 35% потребляемой продукции, поставляемой от нефтегазовой промышленности, на Российском потребительском рынке приходится на долю товарных бензинов. Суровые экологические требования к топливам увеличивают спрос на бензины с высоким значением октанового числа, что, в свою очередь, увеличивает спрос на алкилат [42].
Объектом исследования является установка сернокислотного алкилирования, результатом работы которой является высокооктановое топливо, не содержащее углеводородов ароматического и нафтенового строения. Основным компонентом алкилата является высокоразветвлённый изомер С8 - 2,2,4-триметилпентан.
Для проведения исследований процесса сернокислотного алкилирования изобутана олефинами и работы установки алкилирования использована математическая модель ТПУ, которая позволяет рассчитать выход и октановое число алкилата при различных технологических условиях процесса и переменном составе олефиновой и изобутановой фракций. Для проведения исследований необходимо выполнить следующие задачи:
1) Выполнить анализ данных промышленных и лабораторных испытаний проб сырья и продуктов установки алкилирования, технологических режимов работы основных аппаратов;
2) Выявить закономерности влияния технологических параметров процесса на качество получаемой продукции;
3) Выполнить прогнозные расчеты показателей процесса алкилирования с использованием математической модели и сделать рекомендации по повышению эффективности работы промышленной установки.
Целью работы является прогнозирование работы промышленной установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами с использованием разработанной в ТПУ математической модели.
Математическая модель процесса сернокислого алкилирования изобутана олефинами позволяет повысить эффективность управления процессом, снизить риски производства и увеличить экономические показатели
✅ Заключение
В данной работе было проведено прогнозирование работы промышленной установки сернокислотного алкилирования изобутана олефинами и подобраны технологические параметры для оптимальной работы установки, позволяющие увеличить выход готовой продукции нормированного качества.
Был проведен мониторинг технологических параметров блоков установки сернокислотного алкилирования в течение года ее бесперебойной работы с последующим анализом влияния данных параметров на качество и количество получаемого алкилата. На основе проведенного анализа были сделаны следующие выводы:
1) Чем выше соотношение расходов сырья к хладагенту, тем выше значение ОЧИ получаемого алкилата;
2) Чем выше соотношение расходов циркулирующего изобутана к сырью, тем выше значение ОЧИ получаемого алкилата.
В результате мониторинга бесперебойной работы установки алкилирования определены периоды, для которых значения ОЧИ алкилатов были максимальны или минимальны. В соответствии с выбранной датой были найдены технологические параметры установки сернокислотного алкилирования.
Было проведено исследование состава полученных алкилатов, на основе которого был сделан вывод о высокой зависимости значения ОЧИ алкилата от содержания в нем изооктанов.
Для оптимизации технологических параметров установки сернокислотного алкилирования была использована математическая модель процесса, разработанная на базе Национального исследовательского ТПУ. При проведении верификации модели погрешность между реальными значениями алкилата и вычисленными по модели составила не более 0,67 процента.
Для проведения прогнозирования были выбраны периоды работы установки с наименьшими значениями ОЧИ получившихся алкилатов. Были определены основные технологические параметры, в наибольшей степени влияющие на значение ОЧИ алкилата:
1) Расход ББФ на установку;
2) Расход циркулирующего изобутана.
Была проведена серия расчетов на математической модели с непрерывным контролем технологических параметров в нормах технологического режима. По итогам расчетов были найдены оптимальные условия работы установки с повышенным выходом алкилата нормированного качества.
Был рассчитан экономический эффект от перехода к оптимизированным по модели параметрам технологического режима. Для выбранных периодов работы установки все экономические эффекты оказались положительными и составили +87099, +76178 и +116517 руб./ч.
Был проведен мониторинг технологических параметров блоков установки сернокислотного алкилирования в течение года ее бесперебойной работы с последующим анализом влияния данных параметров на качество и количество получаемого алкилата. На основе проведенного анализа были сделаны следующие выводы:
1) Чем выше соотношение расходов сырья к хладагенту, тем выше значение ОЧИ получаемого алкилата;
2) Чем выше соотношение расходов циркулирующего изобутана к сырью, тем выше значение ОЧИ получаемого алкилата.
В результате мониторинга бесперебойной работы установки алкилирования определены периоды, для которых значения ОЧИ алкилатов были максимальны или минимальны. В соответствии с выбранной датой были найдены технологические параметры установки сернокислотного алкилирования.
Было проведено исследование состава полученных алкилатов, на основе которого был сделан вывод о высокой зависимости значения ОЧИ алкилата от содержания в нем изооктанов.
Для оптимизации технологических параметров установки сернокислотного алкилирования была использована математическая модель процесса, разработанная на базе Национального исследовательского ТПУ. При проведении верификации модели погрешность между реальными значениями алкилата и вычисленными по модели составила не более 0,67 процента.
Для проведения прогнозирования были выбраны периоды работы установки с наименьшими значениями ОЧИ получившихся алкилатов. Были определены основные технологические параметры, в наибольшей степени влияющие на значение ОЧИ алкилата:
1) Расход ББФ на установку;
2) Расход циркулирующего изобутана.
Была проведена серия расчетов на математической модели с непрерывным контролем технологических параметров в нормах технологического режима. По итогам расчетов были найдены оптимальные условия работы установки с повышенным выходом алкилата нормированного качества.
Был рассчитан экономический эффект от перехода к оптимизированным по модели параметрам технологического режима. Для выбранных периодов работы установки все экономические эффекты оказались положительными и составили +87099, +76178 и +116517 руб./ч.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.