Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы и оборудования химической технологии

Диссертационная работа:

Ивашкина Елена Николаевна. Моделирование процесса получения Н-моноолефинов путем дегидрирования высших парафинов С9-С14 на промышленной установке : диссертация... канд. техн. наук : 05.17.08 Томск, 2007 188 с. РГБ ОД, 61:07-5/3120

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Сырьевой базой для производства синтетических моющих средств являются алкилбензолы и алкилбензосульфоиаты. В настоящее время в мире действует около 40 заводов по производству этих ценных химических продуктов. Эти заводы обеспечивают около 70 % всего рынка моющих средств. Темп роста потребления алкилбензолов в России составляет 6 % в год.

Лимитирующей стадией процесса получения алкилбензолов является дегидрирование высших парафинов Сд-Си на Pt-катализаторах с получением соответствующих н-моноолефинов, которые в дальнейшем используются при алкилировании ими бензола. Эффективность производства алкилбензолов в основном определяется эффективностью протекания именно этой стадии.

Постоянное увеличение потребностей в сырье для производства CMC ставит перед персоналом производства задачу повышения эффективности работы реакторного блока без крупных финансовых затрат и модернизации действующего оборудования. Если раньше новые технологические режимы для действующего производства приходилось испытывать исключительно на пилотных установках, то сегодня, с появлением новых информационных технологий, реализуемых с использованием компьютерной техники, есть возможность проводить текущий анализ и прогнозирование процессов на предмет оптимизации. Это стало возможным с появлением интеллектуальных систем, в основу которых положена стратегия системного анализа и метод математического моделирования.

Наибольшей надежностью обладают модели, основанные на фундаментальных законах. Особенно это проявляется при моделировании сложных химических процессов, где от правильного описания механизма и кинетики превращения углеводородов на поверхности катализаторов зависит точность проводимых расчетов.

Таким образом, основная трудность, возникающая при разработке математической модели сложного реакторного процесса, заключается, во-первых, в необходимости учета реакционной способности индивидуальных углеводородов при составлении формализованной схемы превращения, а во-вторых, в определении кинетических параметров описываемых реакций.

Работа выполнена в рамках основного направления научных исследований кафедры химической технологии топлива и химической кибернетики, входящего в число основных направлений Томского политехнического университета «Разработка научных основ математического моделирования и оптимизация технологий подготовки и переработки горючих ископаемых и получения энергетических топлив», а также по договору с предприятием ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез».

Цель работы заключается в разработке математической модели процесса дегидрирования н-парафинов Ссг-Сн, а также создание на ее основе технологической моделирующей системы для прогнозирования и оптимизации процесса получения н-моноолефинов, пригодных для производства алкилбензолов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

— разработка методических основ кинетического описания многокомпонентных
каталитических процессов переработки углеводородного сырья на по поверхности
Pt-катализаторов;

— создание кинетической модели процесса дегидрирования н-парафинов Сд-Сн',

— построение программно реализованной математической модели контактного
аппарата;

— проверка адекватности полученных моделей реальным процессам с
использованием экспериментальных данных с промышленной установки по
получению н-моноолефинов Сд-Сн;

— решение научно-прикладных задач с применением разработанной программно
реализованной технологической моделирующей системы процесса получения н-
моноолефинов путем дегидрирования н-парафинов Сд-Сн-

Научная новизна

Впервые, с использованием системного подхода показано, что методические основы описания кинетических закономерностей превращения углеводородов Сд~ Си на поверхности Pt-катализаторов дегидрирования базируются на объединении углеводородов с близкой реакционной способностью по числу атомов углерода в молекуле в группы псевдокомпонентов.

Установлено, что формализованная схема превращения углеводородов в процессе дегидрирования высших парафинов (алканов) на Pt-содержащем катализаторе обеспечивает универсальность и адекватность кинетического описания протекающих реакций при широком изменении технологических условий и состава сырья.

Установлено, что математическая модель типового нефтехимического процесса дегидрирования высших н-парафинов Сг-Сн позволяет моделировать технологию получения н-моноолефинов, пригодных для производства алкилбензолов в условиях различных технологических режимов, для различных марок загруженных катализаторов.

Практическая ценность

Разработана математическая модель и на ее основе технологическая моделирующая система (ТМС) для расчета, прогнозирования и повышения эффективности промышленного процесса дегидрирования н-парафинов при получении н-моноолефинов Ссг-Сн- Система используется в ООО «ПО «Киришинефтеоргсинтез» для прогнозирования технологических режимов промышленной установки по получению н-моноолефинов, для оценки длительности рабочего цикла Pt-катализаторов дегидрирования, а также для прогнозирования и уточнения материального баланса реакторного блока. Акт о внедрении прилагается.

Система применена в качестве компьютерного тренажера для обучения инженерно-технического персонала нефтеперерабатывающего завода при управлении производством. Это позволяет существенно повысить уровень квалификации персонала (приобретение опыта и навыков поведения в аварийных ситуациях, глубокого понимания причинно-следственных связей в объекте, быстрой реакции на неполадки, увеличения уверенности в правильности принятия решения в задачах оптимизации и прогнозирования производства).

Акт об использовании тренажерной системы на основе ТМС прилагается. На защиту выносятся:

  1. Методические основы построения математической модели для расчета и прогнозирования эффективных режимов эксплуатации Pt-катализаторов дегидрирования н-парафинов Сд-См» основанные на учете реакционной способности углеводородов.

  2. Формализованная схема превращения веществ в процессе дегидрирования парафиновых углеводородов Ссг-Сн на поверхности Pt-катализатора (независимо от положения двойной связи в молекуле моноолефина в схеме превращения указаны не индивидуальные углеводороды, а псевдокомпоненты одного гомологического ряда с двойной связью в а -положении, например, н-моноолефины С-9 и т.д.).

  3. Кинетические закономерности и физико-химическая модель процесса дегидрирования н-парафинов С9-С14, константы скоростей целевых и дезактивирующих реакций.

  4. Основные этапы построения и функциональное применение математической модели. Формирование технологической моделирующей системы на физико-химической основе.

  5. Методика прогнозирования длительности срока службы Pt-контакта в зависимости от режимов его эксплуатации.

  6. Математическое моделирование вариантов повышения эффективности реакторного блока дегидрирования н-парафинов C9-Q4 путем перехода на параллельную работу реакторов.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на 6-м Международном форуме «ТЭК России. Региональные аспекты», г. С.Петербург, 11-13 апреля 2006 г., на Международной научной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий», г.Томск, 11-16 сентября 2006 г., на Международной конференции молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов-2006»-Химия, г. Москва, 11—15 апреля 2006 г., на VI Международной конференции «Химия нефти и газа» г.Томск, 6-9 сентября 2006 г., на Всероссийской научной конференции «Переработка углеводородного сырья. Комплексные решения» (Левинтеровские чтения), г. Самара 23-26 октября 2006 г., на VII Всероссийской научно практической конференции студентов и аспирантов «Химия и химическая технология в XXI веке», г. Томск, 11-12 мая 2006 г., на VI Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2006, г. Москва 20 - 24 июня 2006 г.

Имеется 1 акт о внедрении, 1 акт об использовании тренажерной системы. Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 работы, подана заявка и получено 2 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. Диссертация изложена на 180 страницах машинописного текста, содержит 75 рисунков, 22 таблицы, библиография включает 181 наименований.

Подобные работы
Зиганшин Руслан Галимзянович
Моделирование процесса экстракции для совершенствования установок селективной очистки масляных фракций
Галушин Сергей Анатольевич
Моделирование нестационарных процессов на поверхности платиносодержащих катализаторов в промышленных реакторах установок риформинга бензинов
Игнатьева Наталья Владимировна
Интерактивное моделирование и проектирование химико-технологических процессов и систем в условиях неопределенности : на примере реакторных установок синтеза азокрасителей
Бахтин Александр Александрович
Разработка и моделирование энергохимического процесса получения метанола из низконапорного природного газа
Заварухин Сергей Григорьевич
Пилотные исследования и математическое моделирование каталитических процессов получения нановолокнистого углерода из метана
Ненаглядкин Илья Сергеевич
Математическое моделирование и оптимизация процесса получения углеродных нанотрубок :Нановолокон
Каленова Ольга Сергеевна
Моделирование тепло-массообменных процессов в технологии получения порошков полиолефинов
Чудин Антон Сергеевич
Математическое моделирование и разработка методики инженерного расчета процесса получения гранул методом обкатки
Пешкова Евгения Владимировна
Моделирование, оптимизация и аппаратурно-технологическое оформление энергоресурсосберегающих установок синтеза азопигментов при наличии неопределенности
Микшина Виктория Степановна
Математическое моделирование процесса гидрокрекинга бензиновых фракций

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net