CC BY
49
Рис. 3. Зависимость ПТР полиэтилена, наполненного техническим углеродом, от температуры. Содержание наполнителя, масс. %: 1- 0, 2 - 5, 3 - 10, 4 - 15, 5-20. (49Н, время выдержки 10 мин).
Таким образом, показано, что введение в полипропилен технического углерода марки Printex XE-2B снижает текучесть полимерной композиции от 30 г/10мин для ненаполненного полипропилена до 0г/10мин для полимерной композиции со степенью наполнения 20% (210 °С). Введение в полиэтилен технического углерода марки Printex XE-2B снижает текучесть полимерной композиции от 2,6 г/10мин для ненаполненного полиэтилена до 0г/10мин для полимерной композиции со степенью наполнения 20% (180°С).
Литература
1. В.Н. Лапутько и др. Пласт. массы, №3,1994, с.31.
2. Э.Л. Калинчев, М.Б. Саковцева. Свойства и переработка термопластов. Л. Химия, 1983.
Чузлов В.А.1, Иванчина Э.Д.2, Чеканцев Н.В.3
1Студент, Национальный исследовательский Томский политехнический университет; 2Профессор, доктор технических наук, Национальный исследовательский Томский политехнический университет; 3Доцент, кандидат технических наук, Национальный
исследовательский Томский политехнический университет УВЕЛИЧЕМНИЕ РЕСУРСА КАТАЛИЗАТОРА ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ ПЕНТАН - ГЕКСАНОВОЙ
ФРАКЦИИ ПРЯМОГОННЫХ БЕНЗИНОВ
Аннотация
В статье представлен способ оптимизации работы установки каталитической изомеризации совместно с блоком колонн вторичной ректификации бензинов с использованием метода математического моделирования. Подбор оптимальных технологических условий сопряженных процессов каталитического превращения углеводородов и ректификации позволит повысить качество получаемого продукта.
Ключевые слова: математическое моделирование изомеризация, колонна.
Chuzlov V.A.1, Ivanchina E.D.2, Checancev N.V.3
'Student, National Research Tomsk Polytechnic University; 2Professor, Full Doctor in technics, National Research Tomsk Polytechnic University; 3Associate Professor, Ph.D. in technics, National Research Tomsk Politechnic University
INCREASE IN RESOURCES OF THE LIGHT NAPHTHA ISOMERIZATION CATALYST
Abstract
The mathematical method of optimization C5-C6 isomerization units operation combined with separation unit was proposed. Selection of optimal process conditions of coupled processes of hydrocarbons catalytic conversion and rectification will improve the quality of the resulting product.
Keywords: Mathematical simulation; isomerization; column.
Выпуск бензинов с низким содержанием ароматических углеводородов повышает спрос на изомеризаты, что в свою очередь приводит к необходимости оптимизации технологических режимов при изменении состава перерабатываемого сырья на установках изомеризации. Важнейшими задачами, возникающими при этом, является обеспечение длительного срока службы платиносодержащего катализатора его непрерывным мониторингом, а также обеспечение ресурсоэффективности процесса изомеризации пентан-гексановой фракции за счёт оптимального распределения сырьевых потоков [1].
В ходе данной работы была произведена оптимизация состава сырья промышленной установки изомеризации Л-35-11/300 (ООО «ПО Киришинефтеоргсинтез»), поступающего с установок по первичной переработке нефти цеха №1 путём подбора оптимальных режимов работы колонн блока вторичной ректификации бензина установок АТ-6 и АВТ-2.
Моделирование процесса ректификации проводится в программном пакете HYSYS. Связь между двумя системами осуществляется при помощи текстового файла, содержащего данные о составе и свойствах сырья изомеризации (фр. н. к. 62 °С). Файл данных формируется автоматически средствами HYSYS. Затем этот файл считывается компьютерной системой IZOMER, которая производит расчет реакторного блока изомеризации. В выходном файле IZOMER содержится состав и октановое число продукта [2]. Блок-схема комплексной модели представлена на рис. 1.
Рис. 1 - Блок-схема комплексной модели процесса изомеризации В ходе данных исследований была произведена оценка влияния содержания метилциклопентана и циколгексана в исходном сырье на процесс изомеризации пентан-гексановой фракции. В качестве критерия оценки было выбрано суммарное содержание 2,2-
38
диметилбутана и 2,3-диметилбутана в получаемом изомеризате, так как данные углеводороды обладают наибольшим октановым числом и являются целевыми продуктами. Результаты исследований представлены на рис. 2.
Рис. 2 - Приращение концентрации изогексанов при увеличении содержания в сырье:1-МЦП, 2-ЦГ Из результатов расчетов следует, что циклогексан оказывает негативное влияние на процесс изомеризации, в то время как влияние метилциклопентана носит экстремальный характер вследствие обратимости реакции изомеризации метилциклопентана в циклогексан. Положение экстремума определяется содержанием циклогексана в сырье. Полученные результаты говорят о том, что для достижения максимальной эффективности процесса изомеризации необходимо проводить оптимизацию сырья с целью повышения содержания целевых компонентов, а также обеспечения необходимой степени разделения нафтеновых углеводородов, позволяющей достичь максимального положительного эффекта.
При оптимизации состава фракции НК-62°С, поступающей с установок АТ-6 и АВТ-2 удалось повысить концентрацию целевых компонентов процесса изомеризации (пентана и гексана нормального строения), что положительно сказывается на октановом числе изомеризата. Прирост октанового числа был рассчитан с использованием компьютерной моделирующей системы IZOMER, представляющей собой программно реализованную математическую модель реакторного блока процесса изомеризации на катализаторе СИ-2. Результаты расчётов представлены на рис. 3.
Рис. 3 - Прирост октанового числа изомеризата за счёт оптимизации работы колонны К-3
Расчёт октановых чисел изомеризата проводился при постоянных технологических условиях процесса: расход сырья на установку 85 м3/ч, температура входа в первый реактор 134 °С, давление 27 атм. Таким образом, оптимизация работы колонны К-3 (АТ-6) позволит повысить октановое число изомеризата в среднем на 1,6 пункта.
Для оптимизации состава сырья установки изомеризации пентан - гексановой фракции необходимо реагировать на изменения в составе сырья блока вторичной перегонки бензинов. Однако, в условиях промышленного производства отсутствует возможность проведения хроматографических анализов с достаточной периодичностью. Для решения данной проблемы был проведён расчёт изменения содержания ключевых компонентов (н-пентана и н-гексана) в сырье процесса изомеризации по изменению фракционного состава. Результаты исследований представлены в таблице 2.
Полученная функциональная зависимость имеет следующий вид:
Y = b * X + b * X + + b * X
1 и1 Л1Т<У2 ^2 т ^ <45 л15
где Y - содержание компонента;
bI, b2.b15 - коэффициенты при независимых переменных;
39
Х1, Х2,...Х15 - температура начала кипения, выкипания 10%, 15%,... температура конца кипения.
Таблица 2 - Оценка точности определения содержания н-пентана и н-гексана в сырье изомеризации с использованием ____________________________________построенной функциональной зависимости___________________________________
№ Опыта Содержание н-пентана Д, % Содержание н-гексана Д, %
Действит. знач. Расчётн. знач. Действит.знач. Расчётн. знач.
1 29,32 29,05 -0,92 17,93 17,95 0,11
2 30,46 30,1 -1,18 18,47 18,45 -0,08
3 30,92 30,95 0,09 18,69 18,54 -0,80
4 32,67 32,27 -1,23 17,71 17,64 -0,42
5 29,13 29,46 1,13 15,78 15,75 -0,15
6 31,81 32,01 0,63 15,1 15,09 -0,06
7 29,12 28,84 -0,96 18,18 18,05 -0,74
8 30,05 29,97 -0,27 17,97 17,95 -0,12
9 32,17 32,22 0,16 15,59 15,89 1,94
10 29,58 29,44 -0,49 17,55 17,46 -0,52
По результатам, представленным в таблице 2, построенная функциональная зависимость с достаточной точностью позволяет рассчитать содержание н-пентана и н-гексана в сырье изомеризации.
Литература
1. Ахметов С.А., Ишмияров М.Х., Кауфман А.А. Технология переработки нефти, газа и твёрдых горючих ископаемых. -Санкт-Петербург: Недра, 2009. - 827 с.
2. Иванчина Э. Д., Чеканцев Н. В., Чузлов В. А., Смольянова Ю. А., Тураносов А. В. Оптимизация процесса изомеризации пентан-гексановой фракции с использованием комплексной математической модели HYSYS-IZOMER // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2012. - Вып. 12. - C. 9-13
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / BIOLOGY Чевердин Ю.И. \ Беспалов В. А. 2
'Доктор биологических наук; ^Кандидат биологических наук; Воронежский научно-исследовательский институт сельского
хозяйства
ПРИЕМЫ МЕЛИОРАЦИИ КИСЛЫХ ПОЧВ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация
Представлены данные по эффективности мелиорации черноземов. Применение известковых материалов способствует стабильному смещению реакции среды в нейтральную сторону. Для смещения реакции среды на 0,1 единицы рНрасходуется 0,55 - 0,88 т/га CaCO3.
Ключевые слова: черноземы, реакция среды, мелиорация почв, известковые материалы.
Cheverdin Yu.I \ Bespalov V.A.2
'Dr. Sci. Biol, 2Cand. Biol. Sci., Voronezh Scientific Research Institute of Agriculture THE METHODS OF AMELIORATION OF ACID SOILS OF THE VORONEZH REGION
Abstract
Data by efficiency of amelioration of chernozems is presented. Application of limy materials promotes stable displacement of reaction of medium about the neutral party. For displacement of reaction of medium for 0,1 units рН it is spent 0,55 - 0,88 T/hectare CaCO3.
Keywords: chernozems, reaction of medium, amelioration of soils, limy materials.
В Воронежской области до 1983 г. система государственной агрохимической службы не проводила учет кислых почв. С началом проведения крупномасштабных почвенных изысканий было установлено, что кислые почвы имеют довольно широкое распространение в области [1].
По данным отдела мониторинга применения средств химизации ФГБУ ГЦАС «Воронежский» площадь почв с рН 5,5 и менее составляет в пашне на 1.01.2011 г. 576,4 тыс. га. Прирост площадей кислых почв, вследствие поэтапного проведения агрохимического обследования, послужил доводом к формированию представления о подкислении почв под влиянием хозяйственной деятельности человека.
В связи с этим проведению экспериментальных работ по регулированию кислотности черноземов предшествовали исследования по выявлению влияния антропогенных и природных факторов на состояние черноземов по изменению реакции среды. В процессе исследований изучено влияние на кислотность особенностей материнской породы, растительного покрова, удобрений и других элементов агротехники; выявлены суточные, сезонные и межвегетационные колебания реакции среды и физико-химических свойств почвы.
Планирование работ по известкованию кислых черноземов целесообразнее проводить не по величине гидролитической кислотности, а по реакции почвенной среды. Это обусловлено тем, что нет достаточно полных данных по распространению почв с различной гидролитической кислотностью. Помимо этого следует также учитывать, что различные по гранулометрическому составу, степени гумусированности и емкости катионного обмена почвы существенно отличаются друг от друга по реакции среды, а по величине гидролитической кислотности различия при этом не всегда отчетливо выражены. Это связано с тем, что реакция почвенной среды определяется степенью насыщенности ППК основаниями.
Результаты проведенных экспериментальных исследований показывают, что эффективность известкования и применения удобрений более высокая на почвах с солевым рН 5,2 и менее. С учетом этого в целях более обоснованного планирования работ по известкованию кислых черноземов целесообразно выделить среди них две группы почв: первая с рН 5,2 и менее; вторая с рН 5,35,5. Площадь почв первой группы по неокончательной оценке составляет 463,6 тыс. га, второй 108,4 тыс. га. Известкование следует проводить в первую очередь на почвах первой группы.
40
