Оптимальное управление процессом каталитического риформинга с использованием гибридной математической модели

• Автор: Антонов, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Описание процесса каталитического риформинга

1.2. Анализ процесса как объекта управления

1.3. Состояние вопросов автоматизации и моделирования процессов каталитического риформинга литературный обзор

1.4. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ГИБРИДНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА

2.1. Основные принципы построения гибридных математических моделей

2.2. Использование нечетких множеств для целей математического моделирования и управления.
2.3. Построение диаграммы взаимного влияния факторов процесса каталитического риформинга.
2.4. Типовые элементарные соты диаграммы взаимного влияния.
2.5. Расчет по типовым элементарным сотам
2.6. Построение гибридной сотовой математической модели процесса каталитического риформинга.
2.7. Проверка адекватности гибридной математической модели
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИБРИДНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
3.1. Постановка задачи оптимального управления процессом каталитического риформинга
3.2. Выбор методов решения задачи оптимизации.
3.4. Алгоритм оптимального управления установкой каталитического риформинга
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ КАТАЛИТИЧЕСКОГО РИФОРМИНГА
4.1. Разработка структуры системы управления
4.2. Разработка функциональноалгоритмической структуры системы управления
4.3. Взаимодействие программного обеспечения системы оптимального управления и существующих систем
4.4. Разработка технической структуры системы управления
ЛИТЕРАТУРА


Попытки найти другие антидетонаторы, близкие по эффективности к ТЭС и пригодные к массовому применению, к успеху не привели. Более прогрессивным методом повышения детонационной стойкости бензинов является вторичная деструктивная переработка. При этом происходит коренное преобразование углеводородного состава бензиновых фракций со значительным увеличением содержания высокооктановых компонентов []. Одним из ведущих процессов вторичной деструктивной переработки углеводородного сырья является каталитический риформинг. Остановимся более подробно на описании данного процесса. Каталитический риформинг, один из важнейших процессов современной нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, широко используется для повышения детонационной стойкости бензинов. Кроме того, каталитический риформинг применяют для производства ароматических углеводородов, главным образом бензола, толуола и ксилолов. Важную роль каталитический риформинг играет и в обеспечении водородом процессов гидроочистки нефтяных продуктов. В сочетании с другими процессами нефтяной отрасли процесс каталитического риформинга образует следующую технологическую схему (рис. Каталитический риформинг является основой технологической схемы и именно он определяет эффективность производства в целом. Таким образом, повышение качества управления процессом каталитического риформинга может привести к значительному повышению качества функционирования всей цепочки. Прочие участки схемы, кроме скважинного хозяйства, являются в значительной мере вспомогательными и не имеют решающего влияния на процесс. Интенсификация работы скважинного хозяйства служит отдельной темой и в рамках данной работы не рассматривается. В качестве объекта исследования принимаем процесс каталитического риформинга отточки подачи подготовленного сырья до вывода нестабильного риформата. Сырьем каталитического риформинга служат как прямогонные бензиновые фракции нефтей и газовых конденсатов, так и бензины вторичного происхождения, получаемые при термической и термокаталитической переработке тяжелых нефтяных фракций, а также выделяемые из продуктов переработки углей и сланцев []. Основной источник сырья риформинга - прямогонные бензиновые фракции, роль бензинов вторичного происхождения будет возрастать при углублении переработки нефти. Подготовка сырья риформинга включает ректификацию и гидроочистку. Ректификация используется для выделения определенных фракций бензинов в зависимости от назначения процесса. При гидроочистке из сырья удаляют примеси, отравляющие канализаторы риформинга, а при переработке бензинов вторичного происхождения подвергают также гидрированию непредельные углеводороды. Бензиновые фракции разных нефтей отличаются по содержанию нормальных и разветвленных парафинов, пяти- и шестичленных нафтенов, а также ароматических углеводородов. Однако распределение углеводородов в каждой из этих групп в достаточной мере постоянно. За исключением бензинов нафтеновых нефтей, производство которых весьма ограниченно, среди парафинов значительно преобладают углеводороды нормального строения и монометил-замещенные структуры. Относительное содержание более разветвленных изопарафинов невелико. Нафтены представлены преимущественно гомологами циклопенгана и циклогексана с одной или несколькими замещающими алкильными группами. Такой состав, при содержании -% парафинов и 5-% ароматических углеводородов в бензинах, обусловливает их низкую детонационную стойкость. Октановые числа различных углеводородов приведены в приложении 2. Октановые числа бензиновых фракций, подвергаемых каталитическому риформингу, обычно не превышают . Каталитический риформинг - сложный химический процесс, включающий разнообразные реакции, которые позволяют коренным образом преобразовать углеводородный состав бензиновых фракций и тем самым значительно улучшить их ангидетонационные свойства. Основой процесса служат три типа реакций []. Изомеризация углеводородов - другой тип реакций, характерных для каталитического риформинга. Существенную роль в процессе играют также реакции гидрокрекинга. С8Н|8 + Н2 -> С5Н|2 + С3Н8 что ухудшает селективность процесса.