Введение
1 Литературный обзор 13
1.1 Характеристика цеолитных катализаторов 13
1.1.1 Структура цеолитов 13
1.1.2 Активные центры 17
1.1.3 Каталитические свойства 20
1.2 Процессы превращения на цеолитных катализаторах 22
1.2.1 Каталитический крекинг 22
1.2.2 Гидрокрекинг 24
1.2.3 Конверсия спиртов в углеводороды 25
1.2.4 Каталитический риформинг 26
1.3 Механизм превращений на цеолитных катализаторах 27
1.3.1 Дегидрирование 27
1.3.2 Изомеризация 28
1.3.3 Ароматизация 29
1.3.4 Крекинг 30
1.3.5 Алкилирование 31
1.4 Технологические схемы превращений на цеолитных катализаторах 33
1.4.1 Технологическая схема каталитического крекинга на цеолитсодержащем катализаторе на
примере установки Г-43-107 33
1.4.2 Технологическая схема изомеризации на цеолитном катализаторе 35
1.4.3 Технологическая схема процесса цеоформинга 36
2 Экспериментальная часть 42
2.1 Объект и методы исследования 42
2.2 Экспериментальные исследования 43
2.3 Расчет показателя преломления 43
2.4 Моделирование установки выделения целевых продуктов 48
2.5 Проектирование ректификационной колонны разделения продуктов превращения 50
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 56
3.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 56
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 56
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений 57
3.1.3 SWOT-анализ 58
3.2 Планирование научно-исследовательских работ 65
3.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 65
3.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ 66
3.2.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 70
3.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 74
4 Социальная ответственность 78
4.1 Производственная безопасность 78
4.1.2 Характеристика факторов рабочего места 78
4.1.2.1 Производственные метеоусловия 78
4.1.2.3 Производственное освещение 79
4.1.2.4 Шум 80
4.1.2.5 Вибрации 81
4.1.2 Характеристика получаемых веществ 82
4.1.3 Мероприятия по защите исследователя от действия опасных и вредных факторов 85
4.2 Экологическая безопасность 89
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 90
4.3.1 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций при работе в лаборатории 90
4.3.2 Мероприятия по предотвращению возникновения чрезвычайных ситуаций 92
4.4 Правовое обеспечение 94
Заключение 95
Список публикаций 96
Список литературы 97
Приложения 101
Объектом данного исследования является процесс превращения
углеводородов на цеолитном катализаторе.
Целью работы было экспериментальное изучение продуктов
превращений углеводородов, определение характеристик смеси
углеводородов, влияющих на ОЧ, проверка, модификация и разработка
расчетных формул, разработка модели узла выделения товарных продуктов.
Для достижения цели необходимо:
проведение эксперимента;
разработка расчетных формул для экспресс-анализа продуктов;
хроматографический анализ продуктов;
построение модели узла фракционирования продуктовых смесей
в HYSYS;
проектирование ректификационной колонны узла
фракционирорвания.
Введение
В России, несмотря на большие запасы и интенсивную добычу
углеводородного сырья, вопрос надежного снабжения моторными топливами
различных регионов страны затруднен, так как потребителя моторных топлив
от их производителя отделяют тысячи километров.
Установки работающие с использованием цеолитных катализаторов
имеют относительно низкие эксплуатационные затраты и капитальные
вложения. Существуют еще несколько достоинств этих установок, такие как
простота технологии процесса, меньшая взрывоопасность и пожароопасность
(отсутствие водорода), низкая чувствительность катализатора к составу и
качеству сырья делают процесс рентабельным и более предпочтительным
для реализации на малотоннажных установках мощностью 5-100 тыс. т/год,
расположенных вдали от крупных нефтеперерабатывающих заводов, вблизи
удаленных газоконденсатных или нефтяных месторождений, для
обеспечения данных регионов моторным топливом ( автобензинами и
дизтопливом). В составе НПЗ возможна эксплуатация установок и большей
мощности – до 500 тыс. т/год по сырью.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были
проведены экспериментальные исследования, направленные на изучение
превращений углеводородов на цеолитном катализаторе, также были
исследованы связи показателя преломления с ОЧ смеси углеводородов
прямогонных фракций и продуктов каталитических превращений.
Был смоделирован процесс выделения целевых продуктов и
спроектирована ректификационная колонна разделения продуктов
превращения.
На основании проведенного исследования были сформулированы
следующие выводы:
1. Показана связь показателя преломления с ОЧМ смеси
углеводородов.
2. Предложена адекватная формула расчета показателя преломления.
3. Была создана оптимальная модель узла фракционирования
продуктов превращения.
4. Было выполнено проектирование ректификационной колонны
выделения целевых продуктов.
