Inventory number IRN Number of state registration
0324РК00152 AP23487495-KC-24 0124РК00615
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 36914360 AP23487495
Name of work
Повышение ресурсоэффективности и энергосбережения технологии приготовления продуктов нефтепереработки методом гибридного моделирования
Type of work Source of funding Report authors
Applied Сейтенова Гайни Жумагалиевна
1
0
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Евразийский Национальный университет имени Л.Н. Гумилева"
Abbreviated name of the service recipient НАО "ЕНУ им.Л.Н.Гумилева"
Abstract

Объекты исследования - первичные и вторичные процессы переработки нефти производства нефтепродуктов (жирных газов, авиационного и моторного топлив и др.).

Зерттеу объектілері - мұнай өнімдерін (майлы газдар, авиациялық және мотор отындары және т.б.) өндірудің мұнайды өңдеудің бастапқы және қайталама процестері.

Целью проекта является повышение ресурсоэффективности и энергосбережения технологии приготовления продуктов нефтепереработки (жирных газов, авиационного и моторного топлив и др.) методом гибридного моделирования.

Жобаның мақсаты гибридті модельдеу әдісімен мұнай өңдеу өнімдерін (майлы газдар, авиациялық және мотор отындары және т.б.) дайындау технологиясының ресурс тиімділігі мен энергия үнемдеуін арттыру болып табылады.

Использованы экспериментальные методы исследования состава сырья и методы математического моделирования с помощью термодинамических и кинетических параметрах протекания химических реакций. В их основу заложены общие принципы расчетов материально-тепловых балансов химических производств. 1. За основу взяты результаты лабораторных исследований, проведенных на ТОО ""SGS Казахстан"", Центральной заводской лабораторией с использованием современных физико-химических методов исследования (рентгеноспектральный, хроматографический, методы электронной микроскопии), а также классических методов химического анализа. На основе полученных результатов постоянно формируется база данных сырья и полупродуктов (весь период проекта). 2. Разработка потоковой схемы, отображающей движение материалов и энергии через каждый этап процесса с указанием всех входов, выходов и промежуточных продуктов, параметров процесса (химических реакций, теплообмена и т. д.) была проведена на программном обспечении в версии Aspen HYSYS V12 EP11. В качестве объекта была принята схема установки Каталитического крекинга - основного процесса получения нефтепродуктов. Были выполнены следующие анализы: 1) Проверка материального баланса с данными расходомеров 2) Анализ состава и свойств продуктов 3) Проверка состава и отбора продуктов с помощью колонн.

Шикізаттың құрамын зерттеуде эксперименталды әдістер және химиялық реакциялардың термодинамикалық және кинетикалық параметрлері бойынша математикалық модельдеу әдістері қолданылды. Олардың негізінде химиялық өндірістердің материалдық-энергетикалық балансын есептеудің жалпы принциптері жатыр. 1. Негіз ретінде «SGS Қазақстан» ЖШС-де, Орталық зауыттық зертханада заманауи физика-химиялық зерттеу әдістерін (рентгеноспектральды, хроматографиялық, электронды микроскопия әдістері) және химиялық талдаудың классикалық әдістерін пайдаланып жүргізілген зертханалық зерттеулердің нәтижелері алынды. Алынған нәтижелер негізінде шикізат пен жартылай өнімдердің деректер базасы үнемі қалыптасып отырады (жоба кезеңі бойынша). 2. Әрбір процесс кезеңінен материалдар мен энергияның қозғалысын көрсететін, барлық кіріс, шығыс және аралық өнімдерді, процестің параметрлерін (химиялық реакциялар, жылу алмасу және т.б.) қамтитын ағындық схема жасалды, бұл Aspen HYSYS V12 EP11 бағдарламалық жасақтамасының көмегімен жүзеге асырылды. Объект ретінде мұнай өнімдерін алудың негізгі процесі – Каталитикалық крекинг қондырғысының схемасы қабылданды. Төмендегідей талдаулар жүргізілді: 1) Материалдық балансты шығын өлшегіштердің деректерімен тексеру 2) Өнімдердің құрамын және қасиеттерін талдау 3) Өнімдердің құрамын және оларды колонналар арқылы іріктеуді тексеру.

1. Были проведены комплексные анализы существующих данных, связанных с установлением группового и фракционного составов и физико-химических характеристик сырья и/или проведения дополнительных лабораторных исследований на ТОО ""SGS Казахстан"", Центральной заводской лаборатории, а также основные химические реакции, протекающие при процессах переработки нефти, определение их кинетических и термодинамических параметров. 2. Была проведена разработка подробной потоковой схемы, отображающей движение материалов и энергии через каждый этап процесса с указанием всех входов, выходов и промежуточных продуктов, параметров процесса (химических реакций, теплообмена и т. д.) процесса каталитического крекинга.

1. Шикізаттың топтық және фракциялық құрамдарын анықтау, физика-химиялық сипаттамаларын зерттеу, сондай-ақ қосымша зертханалық зерттеулер жүргізу бойынша қолда бар деректерге кешенді талдау жүргізілді. Бұл жұмыстар «SGS Қазақстан» ЖШС, Орталық зауыттық зертханасында жүргізілді. Сонымен қатар, мұнайды өңдеу процестерінде жүретін негізгі химиялық реакциялар, олардың кинетикалық және термодинамикалық параметрлері анықталды. 2. Материалдар мен энергияның әрбір процесс кезеңіндегі қозғалысын көрсететін, барлық кірістерді, шығыстарды және аралық өнімдерді, сондай-ақ процестің параметрлерін (химиялық реакциялар, жылу алмасу және т. б.) қамтитын каталитикалық крекинг процесінің егжей-тегжейлі ағындық схемасы әзірленді.

Для моделирования процесса каталитического крекинга FCC было использовано ПО Aspen Hysys, которая включает в себя систему характеризации сырья, регенератор(ы), реактор, райзер(ы) и блок конвертации кинетического состава продукта в гипокомпоненты / псевдокомпонененты. Райзер, реактор и регенератор - это строгие кинетические модели. Модель реактора FCC также учитывает образование кокса и распределение подаваемой серы и азота среди продуктов. Все основные колонны, кроме колонн аминовой очистки, в модели FCC были смоделированы с применением строгих колонн “tray to tray”. Спецификации колонн были подобраны таким образом, чтобы обеспечить надежность модели при расчете различных сценариев. По всем колоннам наблюдается хорошая сходимость с температурным профилем установки, что говорит о корректности состава потоков в колоннах: Колонна С-0201 (основная фракционирующая колонна); Колонна С-0251 (первичный абсорбер); Колонна С-0253 (вторичный абсорбер); Колонна С-0252 (отпарная колонна);Колонна С-0255 (Колонна дебутанизации). Результаты расчета модели FCC и сравнение с данными тестового пробега установки показали хорошую сходимость с выходами продуктов с установки.

Каталитикалық крекинг FCC процесін модельдеу үшін Aspen Hysys бағдарламалық қамтамасыз етуі қолданылды, ол шикізатты сипаттау жүйесін, регенератор(лар)ды, реакторды, райзер(лер)ді және өнімнің кинетикалық құрамын гипокомпоненттерге/псевдокомпоненттерге түрлендіру блогын қамтиды. Райзер, реактор және регенератор — қатаң кинетикалық модельдер болып табылады. FCC реактор моделінде сондай-ақ кокс түзілуі және күкірт пен азоттың өнімдер арасында таралуы ескеріледі. FCC моделіндегі барлық негізгі колонналар, аминдік тазалау колонналарынан басқа, “tray to tray” қатаң колонналар ретінде модельденді. Колонналардың спецификациялары модельдің әртүрлі сценарийлерді есептегенде сенімділігін қамтамасыз ету үшін таңдалды. Барлық колонналарда қондырғының температуралық профилімен жақсы үйлесім байқалады, бұл колонналардағы ағындардың құрамының дұрыстығын көрсетеді: С-0201 колоннасы (негізгі фракциялау колоннасы); С-0251 колоннасы (бірінші абсорбер); С-0253 колоннасы (екінші абсорбер); С-0252 колоннасы (буландыру колоннасы); С-0255 колоннасы (дебутанизация колоннасы). FCC моделін есептеу нәтижелері мен қондырғының тестілік жұмысының деректерін салыстыру өнімнің шығымдары бойынша жақсы үйлесімділік көрсетті.

На данном этапе внедрение не предусмотрено.

Осы кезеңде енгізу қарастырылмаған.

Эффективность работы можно расчитать только после внедерения, на даннном этапе не предусмотрены.

Жұмыстың тиімділігін тек енгізуден кейін ғана есептеуге болады, осы кезеңде ол қарастырылмаған.

Результаты проекта могут быть использованы в работе научно-исследовательских организаций, образовательных учреждениях, научном сообществе, производственных предприятиях. Область применения – нефтепереработка, нефтехимия. Данные будут опубликованы в статьях.

Жобаның нәтижелері ғылыми-зерттеу ұйымдарының, білім беру мекемелерінің, ғылыми қауымдастықтың және өндірістік кәсіпорындардың жұмысында қолданылуы мүмкін. Қолдану саласы – мұнай өңдеу, мұнай химиясы. Деректер мақалаларда жарияланатын болады.

UDC indices
519.85, 004.42, 665.7
International classifier codes
61.51.29;
Key words in Russian
ресурсоэффективность; энергосбережение; математическое моделирование; комплексное использование углеводородного сырья; компаундирование; каталитический крекинг; риформинг; изомеризация;
Key words in Kazakh
ресурс тиімділігі; энергияны үнемдеу; математикалық модельдеу; көмірсутек шикізатын кешенді пайдалану; бензинді құрастыру; каталитикалық крекинг; риформинг; изомеризация;
Head of the organization Сыдыков Ерлан Батташевич доктор исторических наук / Профессор
Head of work Сейтенова Гайни Жумагалиевна Кандидат химических наук / ассоциированный профессор