ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГИДРООЧИСТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА С ПРЕДСТАВЛЕНИЕМ СЕРАОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ФОРМЕ ПСЕВДОКОМПОНЕНТОВ

Наум Александрович Самойлов, Валерия Анатольевна Жилина

Аннотация


Из-за отсутствия полномасштабных банков данных по реакционным характеристикам сераорганических примесей сырья гидроочистка дизельных топлив относится к наиболее сложно проектируемым крупнотоннажным процессам нефтепереработки. По мере ужесточения требований к качеству дизельного топлива для увеличения глубины обессеривания сырья существенно увеличилось время контакта очищаемого топлива с катализатором и, как следствие, объем загружаемого в реактор гидроочистки катализатора. Подобная ситуация требует при математическом моделировании процесса гидроочистки достаточно корректного учета состава топлива по гидрируемым сераорганическим соединениям.В статье рассмотрены основные направления по представлению сернистых соединений в исходном сырье процесса гидроочистки: идентификация достаточно представительного набора сераорганических соединений дизельного топлива и разработка банка данных возможных маршрутов реакций, а также объединение компонентов одной группы сераорганических веществ в условный псевдокомпонент, каждый из методов обладает своими специфическими недостатками.Предложен принцип математического моделирования гидроочистки дизельного топлива путем представления исходного сырья в виде совокупности узких фракций, в каждой из которых содержание разнообразных сераорганических соединений рассматривается как условный псевдокомпонент. В результате анализа нескольких технологических схем реакторных блоков установок гидроочистки при одинаковых закрепленных условиях доказана работоспособность новой модели. Обоснована перспективность двухреакторных систем, характеризующихся раздельным обессериванием потоков. Показано, что при предварительном фракционировании сырья гидроочистки на легкую и тяжелую фракции с выбором оптимальной границы деления фракций можно минимизировать загрузку катализатора в реакторный блок. Выполнен ряд расчетов двухреакторных схем с раздельным гидрированием сырья и исходным сырьем, состоящим из 4, 8 и 16 узких фракций (псевдокомпонентов) с рекомендованными границами деления этих фракций.

Ключевые слова


математическое моделирование;дизельное топливо;гидроочистка;сераорганические компоненты;псевдокомпоненты;оптимизация;критерий оптимальности;

Полный текст:

PDF

Литература


Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа: Гилем, 2002. 672 с.

Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. М.: Техника, 2001. 384 с.

Крылов В.А. Совершенствование процессов гидроочистки дизельных топлив и каталитического риформинга бензиновых фракций для переработки вторичных дистиллятов: дис. … канд. техн. наук. Пермь: Всерос. НИИ по перераб. нефти, 2007. 160 с.

Танатаров М.А., Ахметшина М.Н., Фасхутдинов Р.А., Волошин Н.Д., Золотарев П.А. Технологические расчеты установок переработки нефти. М.: Химия, 1987. 350 с.

Кривцова Н.И., Иванчина Э.Д., Занин И.В., Ландль Ю.И., Татаурщиков А.А. Кинетические закономерности превращения серосодержащих соединений в процессе гидроочистки дизельной фракции нефти // Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 322. № 3. С. 83-86.

Song C. An Overview of New Approaches to Deep Desulfurization for Ultra-Clean Gasoline, Diesel Fuel and Jet Fuel // Catalysis Today. 2003. Vol. 86. Issue 1-4. P. 211-263. DOI: 10.1016/S0920-5861(03)00412-7.

Гаврилов Н.В., Дуров О.В., Сорокин Ю.Б., Сыркин А.М. Определение причин повышенного содержания серы в продукте гидроочистки сырья риформинга // Башкирский химический журнал. 2008. Т. 15. № 2. С. 110-113.

Иванова Л.С., Илалдинов И.З. Проектирование установки гидроочистки дизельного топлива // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 7. С. 229-230.

Канашевич Д.А., Федущак Т.А., Петренко Т.В. Гидрообессеривание дизельной фракции в присутствии катализаторов, полученных с помощью механохимической активации // Известия Томского политехнического университета. 2010. Т. 317. № 3. С. 58-61.

Солманов П.С., Максимов Н.М., Еремина Ю.В., Жилкина Е.О., Дряглин Ю.Ю., Томина Н.И. Гидроочистка смесей дизельных фракций с бензином и легким газойлем коксования // Нефтехимия. 2013. Т. 53. № 3. С. 199-202. DOI: 10.7868/S0028242113030118.

Нагиев Р.С., Чернов Е.Б. Разработка современных отечественных носителей для катализаторов гидроочистки на основе y-Al2O3 // Башкирский химический журнал. 2015. Т. 22. № 2. С. 38-40.

Руденко А.В. Повышение эффективности процесса гидроочистки дизельного топлива // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 5-1. С. 25-27.

Фомиченко И.В., Ускач Я.Л. Совершенствование процесса гидроочистки дизельного топлива // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2010. № 8. С. 145-146.

Жилина В.А., Самойлов Н.А. Направления модернизации установок гидроочистки дизельного топлива // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». 2017. № 2. С. 90-109. URL: http://ogbus.ru/files/ogbus/issues/2_2017/ogbus_2_2017_p90-109_ZhilinaVA_ ru.pdf (дата обращения: 18.12.2020). DOI: 10.17122/ogbus-2017-2-90-109.

Афанасьева Ю.И., Кривцова Н.И., Иванчина Э.Д., Занин И.К., Татаурщиков А.А. Разработка кинетической модели процесса гидроочистки дизельного топлива // Известия Томского политехнического университета. 2012. Т. 321. № 3. С. 121-125.

Кривцова Н.И., Кривцов Е.Б., Иванчина Э.Д., Головко А.К. Кинетические закономерности гидрообессеривания дизельной фракции // Фундаментальные исследования. 2013. № 8-3. С. 640-644.

Xun Tang, Shuyuan Li, Changtao Yue, Jilai He, Jili Hou Lumping Kinetics of Hydrodesulfurization and Hydrodenitrogenation of the Middle Distillate from Chinese Shale Oil // Oil Shale. 2013. Vol. 30. No. 4. P. 517-535.

Самойлов Н.А. Анализ схем углубления гидроочистки дизельного топлива // Технология-2019: Матерiали XXII Мiжнародноii науковo-техничноi конференцii. Северодонецк: СГУ, 2019. Ч. 1. С. 22-24.

Пат. 2372380 РФ, МПК C 10 G 45/06. Способ селективной очистки бензиновых фракций каталитического крекинга (варианты) / В.К. Смирнов, К.Н. Ирисова, Е.Л. Талисман. 2008130976/04, Заявлено 29.07.2008; Опубл. 10.11.2009. Бюл. 31.

Лебедев Б.Л., Логинов С.А., Коган О.Л., Лобзин Е.В., Капустин В.М., Луговской А.И., Рудяк К.Б. Исследование состава и реакционноспособности сернистых соединений в процессе гидрообессеривания на промышленной установке // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2001. № 11. С. 62-67.

Логинов С.А., Лебедев Б.Л., Капустин В.М., Луговской А.И., Курганов В.М., Рудяк К.Б. Разработка новой технологии процесса гидрообессеривания дизельных топлив // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2001. № 11. С. 67-74.

Логинов С.А. Совершенствование технологии промышленного производства высококачественных дизельных топлив: дис. … канд. техн. наук. Рязань: Рязанский нефтеперерабатывающий завод, 2002. 200 с.

Пат. 2691965 РФ, МПК C 10 G 65/14. Способ гидроочистки дизельного топлива / И.А. Мнушкин, Н.А. Самойлов, В.А. Жилина. 2019102093, Заявлено 25.01.2019; Опубл. 19.06.2019. Бюл. 17.

Логинов С.А., Капустин В.М., Луговской А.И., Рудяк К.Б., Лебедев Б.Л. Промышленное производство высококачественных дизельных топлив с содержанием серы 0.035 и 0.05 % // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2001. № 11. С. 57-61.

Bannatham P., Teeraboonchaikul S., Patirupanon T., Arkardvipart W., Limtrakul S., Vatanatham T., Ramachandran P.A. Kinetic Evaluation for Hydrodesulfurization via Lumped Model in a Trickle-Bed Reactor // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2016. Vol. 55. No. 17. Р. 4878-4886. DOI: 10.1021/acs.iecr.6b00382.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2021-1-117-145

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© 2021 УГНТУ.
Все права защищены.