Повышение эффективности процесса гидрирования высших алкадиенов C9-C14 методом математического моделирования

• Автор: Юрьев, Егор Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

Введение

Глава 1. Совершенствование процесса гидрирования высших алкадиенов

1.1 Реакторы процесса гидрирования.

1.2 Технологический процесс и технологическая схема установки производства моноолефинов завода ЛАБЛАБС.

1.2.1 Химические превращения процесса гидрирования алкадиенов С9СЗ

1.2.2 Технологические параметры процесса гидрирования.

1.2.3 Показатели процесса гидрирования высших алкадиенов

1.2.4 Технологическая схема процесса гидрирования высших алкадиенов.

1.3 Катализаторы гидрирования, селективное осернение катализаторов гидрирования.

1.4 Математическое описание превращений в трехфазных системах

Глава 2. Разработка математической модели процесса гидрирования высших алкадиенов.

2.1 Анализ информации о процессах в реакторе, термодинамический анализ процессов
2.2 Составление детального механизма реакций. Выбор уровня детализации механизма. Обоснование формализованного механизма
2.2.1 Механизм процесса гидрирования на твердом катализаторе
2.2.2 Составление схемы превращения углеводородов в процессе гидрирования высших алкадиенов на твердом катализаторе.
2.3 Разработка кинетической модели процесса, оценка кинетических параметров, допущения о порядке реакций
2.4 Составление математической модели реактора.
2.4.1 Проверка гидродинамического режима и гидравлический расчет внутренних слоев аппарата
2.4.2 Математическая модель процесса гидрирования на суспендированном катализаторе.
2.4.3 Область протекания процесса гидрирования
2.5 Моделирование процесса дезактивация катализатора при осернении
2.5.1 Дезактивация катализаторов.
2.5.2 Несгационарность каталитического процесса.
2.5.3 Сероустойчивость металлических катализаторов
2.5.4 Математическое описание дезактивации катализатора гидрирования
2.5.4.1 Определение активности с использованием модуля Тиле.
2.5.4.2 Определение акт ивности путем интегрирования
2.5.5 Превращение серосодержащих веществ на катализаторе гидрирования
2.5.5.1 Определение схемы превращения.
2.5.5.2 Влияние влаги на процесс гидрирования высших алкадиенов.
Глава 3. Создание компьютерной моделирующей системы
3.1 Разработка моделирующей программы
3.2 Решение систем дифференциальных уравнений
3.2.1 Явные методы численного решения.
3.2.2 Метод Рунге Кутты Мерсона.
3.3 Функционирование моделирующей системы
3.4 Стыковка ТМС и Единой тематической витрины данных на ООО ПО
Кпришинефтеоргсинтез
3.4.1 Единая тематическая витрина данных
3.4.2 Разработка модуля связи ТМС с ЕТВД
Глава 4. Практические результаты и внедрение.
4.1 Расчеты на моделирующей программе, оценка адекватности модели,
определение оптимальных параметров.
4.2 Расчеты режимов осернения на моделирующей программе, оценка
адекватности моделей осернения, прогнозирование режимов осернения
4.3 Оценка требуемого расхода серы.
Выводы.
Литература


Это связано с используемым в этом реакторе высокоселсктивным палладиевым катализатором. При повышении селективности стадии дегидрирования парафинов, стадия гидрирования диолсфинов не требуется. Величина селективности процесса гидрирования по моноолефинам, фактически, характеризует количество моноолефииов, получаемых на установке гидрирования, в дополнение к моноолефинам, поступившим с установки дегидрирования. В конечном счете суммарное количество моноолефииов с установки производства моноолефииов определяет величину выпуска целевого продукта, алкилбензолов нормального строения. Величина конверсии диолефинов в процессе их гидрирования, фактически, характеризует качество смеси углеводородов, поступающих на установку детергентного алкилирования, т. Большое количество побочных продуктов, поступающих на установку алкилирования, приводит к образованию тяжелых ароматических углеводородов С нелинейного строения, ухудшающих качество товарных продуктов. Таким образом процесс гидрирования высших диолефинов существенным образом влияет на товарные продукты всего завода. Использование блока гидрирования снижает бромное число тяжелого алкилага, сто вязкость, молекулярный вес, значительно увеличивает содержание в нем неразветвлеиных алкилбензолов за счет снижения содержания разветвленной ароматики. Введение процесса гидрирования в технологическую схему позволяет повысить содержание алкилбензолов в товарном ЛАБ. Эти особенности аппаратурного оформления, а также специальный катализатор, применяемый в процессе гидрирования алкадиенов накладывают свой отпечаток на процесс изучения и моделирования реакторной установки. Поэтому рассмотрим основные типы реакторов гидрирования и типы применяемых для этих реакций катализаторов. Важное практическое значение имеет гидрирование органических соединений содержащих кратные связи, например при гидрировании бензола получают циклогексан, нафталина тетралин и декалин, масляного альдегида бутанол. Гидрирование оксида углерода способ получения метанола и высокооктановых компонентов жидкого топлива. Присоединение водорода является одной из основных реакций многих процессов нефтепереработки, например, гидрокрекинга, каталитического риформинга, гидроочистки. Согласно 3 для гидрирования используют преимущественно колонные трубчатые реакторы типа труба в трубе. Такая конструкция рис. Устройство теплообменной зоны в реакторе позволяет создавать поверхность теплосъема и регулировать температуру процесса. Рисунок 1. В трубчатых контактных аппаратах простой конструкции теплообмен происходит непрерывно и одновременно с каталитической реакцией 4. Катализ происходит при пол термическом режиме тепловой эффект реакции частично компенсируется подводом или отводом теплоты. Аппараты с катализатором в трубах используются для эндотермических и экзотермических реакций. При проведении эндотермических реакций в межтрубное пространство аппарата подаются горячие топочные газы, омывающие трубы с катализатором. Иногда такие аппараты устроены по типу трубчатого теплообменника, заключенного в обмуровку, в трубках которого находится катализатор, а иногда, как печь, по окружности которой расположены трубки с катализатором, а в центре циркулируют топочные газы. Реагирующая газовая смесь проходит кагализаторные трубки противотоком теплоносителю, непрерывно нагреваясь, до температуры реакции теплота отходящих гоночных газов используется для подогрева реагентов и в котлахутилизаторах. По такому принципу устроены контактные аппараты для дегидрирования бутана, каталитической конверсии метана 1я стадия и других процессов. Рассмотрим в качестве примера реактор гидрирования фенола, в котором получают циклогексанол 5. Циклогексанол имеет большее промышленное значение как полупродукт для синтеза адипиновой кислоты и гексаметилендиамина мономеры для производства волокна найлон, а также капролактама мономер для производства волокна капрон. Циклогексанол в крупных заводских масштабах получают гидрированием фенола. Процесс проводят в парогазовой фазе под давлением ,4. С над металлическим никелем, осажденным на носителе оксиде алюминия.