Кривцова, Надежда Игоревна

Татаурщиков, А. А.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

СЕКЦИЯ 12. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ. ПОДСЕКЦИЯ 1. УГЛЕВОДОРОДНОЕ СЫРЬЕ. 562   ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕЖИМОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ГИДРООЧИСТКИ В РЕАКТОРНОМ БЛОКЕ ЛГ-24/7 А. А. Татаурщиков, Н. И. Кривцова Научный руководитель, профессор Э. Д. Иванчина Национальный Исследовательский Томский Политехнический Университет, Томск,  Россия  Гидроочистка дизельного топлива является процессом, заслуживающим особого внимания в сфере переработки нефтепродуктов. Это связано с увеличением добычи нефти с высоким содержанием серы, а также ужесточением нормативных требований к качеству дизельного топлива и содержанию в нём сераорганических соединений. Необходимость оптимизации рассматриваемого процесса ставит перед инженером-технологом задачу его компьютерного моделирования, которое позволило бы без затрат на натурные эксперименты выявить закономерности протекания химических реакций в процессе гидроочистки и выдать рекомендации по оптимизации. Цель данного исследования заключается, в выявлении закономерностей влияния технологических режимов проведения процесса гидроочистки на активность катализатора и качество гидроочищенной дизельной фракции. Экспериментальные данные позволили составить список возможных реакций. Изменение энергии Гиббса ∆G для каждой реакции рассчитывалось с помощью программных пакетов Gaussian 09 и HyperChem. В ранее опубликованных работах проведено определение кинетических параметров методом решения обратной кинетической задачи [1,2]. Полученные кинетические параметры, представленные в таблице 1, используются в текущей математической модели процесса. Таблица 1 Изменение энергии Гиббса реакций и константы скорости гидрирования сераорганических соединений № Изменение энергии Гиббса кДж ∆G, моль Константа скорости, k, ч-1  Реакция 1 -71,1 2,114 (C1БТ)C9Н9S + 3Н2 → C9Н1З + Н2S 2 -83,5 2,065 (C2БТ) C10Н11S + 3Н2  → C10Н1S  + Н2S 3 -95,3 1,956 (CЗБТ) C11Н1ЗS + 3Н2  → C11Н17  + Н2S 4 -49,4 1,907 (ДБТ) C12Н8S + 2Н2  → C12Н10  + Н2S 5 -53,7 1,877 (C1ДБТ) C1ЗН11S + 2Н2  → C1ЗН1З + Н2S 6 -54,3 1,761 (C2ДБТ) C14Н1ЗS + 2Н2  → C14Н1S  + Н2S 7 -65,1 0,968 (CЗДБТ) C1SН1SS + 2Н2  → C1SН17  + Н2S  На основании рассчитанных термодинамических параметрах реакций, составлена схема превращений веществ (рис.1).    Модель использована при расчёте кинетических констант, что осуществлялось путём сравнения расчётного содержания серы в продукте с общим выходом серы на установке. Для этого использовался метод наименьших квадратов (1).  Σ(Sэксп – Sрасч)2 ≤ Ԑ                               (1) где Sрасч – расчётное общее количество серы в продукте; Sэксп – количество серы в продукте согласно экспериментальным данным; Е – заданная точность подбора кинетических параметров. Расчётные данные приведены в таблице 2. При этом давление смеси сырья и водородсодержащего газа   в реакторе 30-34 кгс/см2 , температура – от 320 до 350°C. С использованием модели исследовано влияние температуры на степень сероочистки дизельного топлива (рис. 2). Рис. 1. Кинетическая модель процесса   СЕКЦИЯ 12. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ И ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ. ПОДСЕКЦИЯ 1. УГЛЕВОДОРОДНОЕ СЫРЬЕ. 563     Расчётные константы скорости превращения компонентов, ч-1 Таблица 2 День работы установки 23.12.14 24.12.14 25.12.14 C9Н9S + 3Н2  → C9Н1З + Н2S 1,58 1,51 1,60 C10Н11S + 3Н2  → C10Н1S  + Н2S 1,51 1,45 1,54 C11Н1ЗS + 3Н2  → C11Н17  + Н2S 1,51 1,44 1,53 C12Н8S + 2Н2  → C12Н10  + Н2S 1,35 1,30 1,37 C1ЗН11S + 2Н2  → C1ЗН1З  + Н2S 1,37 1,32 1,39 C14Н1ЗS + 2Н2  → C14Н1S  + Н2S 1,27 1,22 1,29 C1SН1SS + 2Н2  → C1SН17  + Н2S 0,70 0,67 0,71 S в продукте (расчёт), % масс. 0,0031 0,0042 0,0030 S в продукте (мониторинг), % масс. 0,0030 0,0040 0,0030 Погрешность расчётных данных относительно экспериментальных данных, % 3,333 5,000 0,000   Относительная погрешность расчётов, осуществлённых по данным за весь период мониторинга установки, составила не более 5% по общему содержанию серы в продукте гидроочистки.  Подтверждается прямая зависимость константы скорости превращения рассчитываемого серосодержащего компонента от изменения энергии Гиббса реакции гидрогенолиза. Согласно последнему стандарту Euro-5, регулирующему качество дизельного топлива, максимальное содержание серы в нём не должно превышать 10 ppm. По результатам расчётов остаточное содержание серы достигает порогового значения 10 ppm уже при 356°C и расходе сырья от 50 до 60 м3/ч.  Литература  1. N.I. Krivtcova, A.A. Tataurshikov, I.D. Ivanchina, E.B. Krivtsov, A.K. Golovko. Calculation of the Kinetic Parameters of the Hydrofining Process of Diesel Fraction Using Mathematical Modeling // International Conference on Oil and Gas Engineering, OGE-2015. Omsk State Technical University, Omsk, Russian Federation, 25 – 30 April 2015 – Procedia Engineering / Volume 113, 2015. Pages 73 – 78. 2. A.A. Tataurshchikov. Reverse kinetic problem for diesel fraction hydrotreating process // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XIX Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, Том II; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. – 962 с.   УТИЛИЗАЦИЯ ГАЗОВ ВЫВЕТРИВАНИЯ И ДЕГАЗАЦИИ НА УСТАНОВКЕ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДГОТОВКИ ГАЗА Н. Л. Тулина1,2, С. Б. Лучинин2 Научный руководитель, доцент Н. В. Ушева1, главный специалист Д. А. Полтавский2 1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия 2Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа, г. Томск, Россия  Одной из ключевых проблем, стоящих перед нефтегазовой отраслью, является повышение эффективности разработки месторождений и сокращение технологических потерь. Поэтому актуальной является задача подготовки и рационального использования низконапорных и факельных газов. Рис. 2. Температурная зависимость выхода серы, в составе гидроочищенного дизельного топлива. т т о п л и т о п л и в а т о топлива 

Влияние температурных режимов на эффективность процесса гидроочистки в реакторном блоке ЛГ-24/7

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University