Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов

Реферат 8
Введение 14
1 Обзор литературы 17
1.1 Требования, предъявляемые к качеству автомобильных бензинов 17
1.2 Физико-химические и эксплуатационные свойства товарных бензинов 19
1.2.1 Испаряемость 19
1.2.2 Детонационная стойкость 20
1.2.3 Теплота сгорания 22
1.2.4 Химическая стабильность 22
1.2.5 Содержание веществ 23
1.3 Марки бензинов и экологические требования, предъявляемые к товарной продукции 24
1.4 Компоненты товарных бензинов 25
1.5 Установка компаундирования автомобильных бензинов 27
1.6 Методы расчета октанового числа товарных бензинов 29
1.7 Процесс каталитического риформинга 36
1.7.1 Химизм и термодинамика процесса 37
1.7.2 Катализаторы и механизм их каталитического действия 38
1.7.3 Установки каталитического риформинга со стационарным слоем катализатора 39
1.8 Каталитическая изомеризация пентан-гексановой фракции 41
1.8.1 Химизм и катализаторы процесса 42
1.8.2 Установки изомеризации фракции н.к. 62 °С 43
2 Объект и методы исследования 46
2.1 Математическая модель колонны-сплиттера 46
2.2 Математические модели процессов риформинга и изомеризации 47
2.3 Моделирующая система «Compounding» 47
2.4 Автоматическая станция смешения бензинов 50
3 Результаты проведенного исследования 53
3.1 Расчет блока разделения сырья 53
3.2 Расчет блока каталитической переработки прямогонных бензиновых фракций 62
3.3 Расчет блока производства автомобильных бензинов 67
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 89
4.1 Предпроектный анализ 89
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 89
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 90
4.1.3 Диаграмма Исикавы 93
4.1.4 SWOT-анализ 93
4.1.5 Оценка готовности проекта к коммерциализации 96
4.1.6 Методы коммерциализации результатов научно-технического исследования 97
4.2 Инициация проекта 98
4.2.1 Цели и результат проекта 98
4.2.2 Организационная структура проекта 99
4.2.3 Ограничения и допущения проекта 99
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом 100
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта 100
4.3.2 Контрольные события проекта 100
4.3.3 План проекта 102
4.3.4 Бюджет научного исследования 104
4.3.5 Организационная структура проекта 108
4.3.6 Реестр рисков проекта 109
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 109
4.4.1 Оценка сравнительной эффективности исследования 110
5 Социальная ответственность 113
Введение 113
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 113
5.2 Производственная безопасность 114
5.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 117
5.2.1.1 Вещества, обладающие острой токсичностью по воздействию на организм 117
5.2.1.2 Повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека 119
5.2.1.3 Отклонение показателей микроклимата 120
5.2.1.4 Превышение уровня шума 122
5.2.1.5 Недостаточная освещенность рабочей зоны 123
5.2.2 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и вредных факторов на исследователя (работающего) 124
5.3 Экологическая безопасность 125
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 127
5.4.1 Пожаровзрывобезопасность 128
Заключение 131
Список использованных источников 132
Приложение А Раздел, выполненный на иностранном языке 137
Приложение Б Дополнительные материалы к разделу 2 151
Приложение В Дополнительные материалы к разделу 3 157
Приложение Г Дополнительные материалы к разделу 4 171

Весь текст будет доступен после покупки

Ослабление нефтяных месторождений, рост цен на бензин, загрязнение окружающей среды – современные проблемы всего человечества. В качестве решения этих проблем предлагается переход на альтернативное топливо, но для этого требуется значительное количество времени. А также неизвестно принесет ли это экономическую выгоду и с какими проблемами заставит столкнуться. Поэтому эти вопросы являются актуальными и сегодня. Применение бензина, как автомобильного топлива, насчитывает не один десяток лет. С каждым годом его использование продолжает расти. Аналитическое агентство "АВТОСТАТ" представило результаты исследования, согласно которому в России за 2014 год реализовано 65,5 млн. тонн топлива – 84 млрд. литров, что принесло 2,7 трлн. рублей доходов. На долю бензина пришлось 60,6 % от общего количества. Рост производства и применения бензинов спровоцировал рост требований к качеству производимого топлива и экологических требований, предъявляемых к нему. Как итог, председатель Правительства России Дмитрий Медведев отметил на одном из совещаний, что необходимо проводить модернизацию нефтеперерабатывающих предприятий [1].
Достигнутые в 2011 году четырехсторонние соглашения между нефтяными компаниями, Ростехнадзором, Росстандартом и Федеральной антимонопольной службой, заставили НПЗ проводить модернизацию производства. Начиная с момента подписания соглашений и по 2014 год, нефтяными компаниями было совершено инвестиций на модернизацию производства на сумму 823 млрд. рублей [2]. Далее, с наступлением тяжелой экономической ситуации в стране, количество инвестиций было сокращено. Производители вынуждены постоянно искать баланс между оптимальными рецептурами приготовления, экологическими требованиями и экономически выгодными условиями. Поиск такого баланса является наиболее важным и актуальным вопросом сегодняшней нефтепереработки.
Ключевой процесс, служащий для выравнивания качественных и количественных характеристик топлива это компаундирование. Компаундирование - процесс получения бензина, путем смешения различных потоков компонентов. Компонентами могут быть: бензины прямой перегонки, бензины каталитического крекинга, бензины каталитического риформинга, алкилирования, изомеризации, октаноповышающие присадки и т.д. Поскольку компаундирование является важнейшим процессом в производстве моторных топлив, все нефтеперерабатывающие заводы заинтересованы в его оптимизации. Оптимизация данного процесса возможна только с применением моделирующих систем.
Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка рецептур компаундирования товарных бензинов с учетом влияния состава, вовлекаемого в смешение, сырья. Моделирование возможных вариантов работы комплекса производства автомобильных бензинов, реализованного на предприятии ТОО «Павлодарский нефтехимический завод» с получением товарной продукции, отвечающей всем актуальным требованиям.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Создать математическую модель колонны-сплиттера, которая позволит проводить оценку влияния технологического режима и качества сырья на продукты колонны-сплиттера, которые являются сырьем для процессов риформинга и изомеризации.
2. Провести расчеты с использованием математических моделей установок риформинга со стационарным слоем катализатора и изомеризации для получения составов и объема выработки компонентов компаундирования.
3. Провести расчет октановых чисел и физико-химических свойств компонентов, направляемых на производство товарных бензинов.
4. Разработать рецептуры компаундирования товарных бензинов марок «Регуляр-92», «Премиум-95» и «Супер-98» с учетом влияния состава, направляемого на смешение, сырья.
Объектом исследования в данной работе является комплекс производства автомобильных бензинов, состоящий из блока разделения сырья, блока каталитической переработки прямогонных бензиновых фракций, блока производства автомобильных бензинов. Предметами исследования комплекса являются:
• технологический режим блока разделения сырья,
• качество компонентов, производимых блоком каталитической переработки прямогонных бензиновых фракций,
• рецептуры смешения блока производства автомобильных бензинов.
Практическая значимость работы: созданная математическая модель для расчета октановых чисел может найти применение для прогнозирования октановых чисел компонентов смешения, а также для корректировки рецептур смешения в зависимости от расхода и качества потоков, направляемых на смешение, чтобы исключить перерасход высококачественных компонентов, которые имеют высокую себестоимость.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Обзор литературы
Бензин – горючая смесь легких углеводородов с температурой кипения от 33 до 205 °С. Бензин применяется как топливо для автомобильных двигателей внутреннего сгорания, может применяться в качестве высокоимпульсного ракетного топлива. Также бензин может выступать в роли растворителя, горючего или сырьем для получения парафина. Бензины могут быть автомобильные или авиационные, в последних увеличено содержание легких фракций. Данная выпускная квалификационная работа включает только автомобильные бензины.
Большинство автомобильных бензинов произведено из продуктов переработки нефти и газового конденсата. Фактически, это смесь полученных разными технологическими процессами и оказывающих различное влияние на эксплуатационные свойства компонентов. Компоненты, участвующие в смешении, подразделяются на две группы: базовые (превосходят по содержанию в смеси, являются основой топлива) и высокооктановые (дорогостоящие компоненты, добавляются для улучшения эксплуатационных свойств топлива) [3].
1.1 Требования, предъявляемые к качеству автомобильных бензинов
Использование бензина в качестве топлива для автомобиля возможно при определенном углеводородном составе, физико-химические и эксплуатационные свойства которого отвечают требованиям нормативных документов. Актуальные требования, предъявляемые к автомобильным бензинам, имеют несколько составляющих: требования многотоннажного производства, требования к минимальному воздействию на окружающую среду и требования к эксплуатации.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Данные аналитического агентства [Элеткронный ресурс]. – Электрон. дан. URL: http:// https://www.autostat.ru/, свободный. – Дата обращения: 20.03.2019 г.
2. Четырехстороннее соглашение нефтяных компаний [Элеткронный ресурс]. – Электрон. дан. URL: http://www.interfax.ru/business/200298, свободный. – Дата обращения: 20.03.2019 г.
3. Гуреев А. А., Азев В.С / Автомобильные бензины. Свойства и применение / Учебное пособие для вузов. – М.: Нефть и газ, 1996. – 444 с.
4. Все о топливе. Автомобильный бензин: Свойства, ассортимент, применение / В. Е. Емельянов. – М.: ООО «Издательство Астрель»: 000 «Издательство АСТ», 2003. – 79 с.
5. Гуреев, Андрей Александрович / Применение автомобильных бензинов / А. А. Гуреев. – Москва: Химия, 1972. – 364 с.
6. Гуреев, Андрей Александрович / Производство высокооктановых бензинов / А. А. Гуреев, Ю. М. Жоров, Е. В. Смидович. – Москва: Химия, 1981. – 219 с.
7. Емельянов, В. Е. / Производство автомобильных бензинов / В. Е. Емельянов. – Москва: Техника ТУМА ГРУПП, 2008. – 192 с.
8. Марки нефтяных топлив Российской Федерации и мира / сост. Т. Л. Канделаки, С. А. Мельникова. – Москва: ИнфоТЭК-КОНСАЛТ, 2002. – 185 с.
9. Киргина М.В., Иванчина Э.Д., Долганов И.М., Смышляева Ю.А., Кравцов А.В., Фан Ф. Моделирование процесса приготовления товарных бензинов на основе учета реакционного взаимодействия углеводородов сырья с высокооктановыми добавками // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт, 2012. – № 4. – С. 3-8.

Весь текст будет доступен после покупки