close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Анализ и оптимизация химико-технологической системы производства ксилолов

код для вставкиСкачать
ФИО соискателя: Мануйлова Елена Викторовна Шифр научной специальности: 05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации Шифр диссертационного совета: Д 212.230.03 Название организации: Санкт-Петербургский государственный технологически
На правах рукописи
МАНУЙЛОВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА
АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА КСИЛОЛОВ
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Санкт-Петербург
2012
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)".
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессорЛисицын Николай Васильевич
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессорДозорцев Виктор Михайлович
кандидат технических наук Васильев Николай Павлович
Ведущее предприятие: ООО "Ленгипронефтехим", Санкт-Петербург
Защита диссертации состоится "____"__________2012г. в___ час. в ауд.
№ ____ на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.230.03 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" по адресу: 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 26.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.
Отзывы и замечания в одном экземпляре, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 190013, г. Санкт-Петербург, Московский пр. 26, Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Ученый совет. Тел. (812) 494-93-75; факс (812) 712-77-91; dissovet@technolog.edu.ru.
Автореферат разослан "____" __________ 20__г.
Ученый секретарь
диссертационного советаВ.И.Халимон
доктор технических наук, профессор
Актуальность проблемы
Промышленный комплекс по получению индивидуальных ксилолов представляет собой химико-технологическую систему (ХТС), состоящую из взаимосвязанных промышленных установок суммарных ксилолов, каталитического риформинга фракции 105-127ºС и получения орто- и параксилола.
Ежегодно в мире 77% суммарных ксилолов перерабатывается в параксилол, 13 - в ортоксилол, 7 - используется в качестве растворителя, 3% применяются для прочих целей. Выделение индивидуальных изомеров и последующая химическая переработка параксилола в терефталевую кислоту и диметилтерефталат составляет сырьевую базу пластмасс и синтетических волокон. Переработка ортоксилола во фталевый ангидрид обеспечивает сырьем производство пластификаторов и алкидных смол.
Спрос на ксилолы в мире вырос с 24млн.т в 2005 году до 32млн.т к 2010 году. Выпуск ксилолов в России стабилен и составил в 2010 году 514тыс.т, причем производство индивидуальных ксилолов является растущим сегментом рынка. Орто- и параксилол производятся тремя нефтеперерабатывающими заводами: Омским, "Уфанефтехимом" и Киришским, однако, мощности отечественных производителей не покрывают растущего спроса. Увеличение выпуска ксилолов на существующем оборудовании может быть достигнуто путем повышения его производительности, рационального использования имеющихся ресурсов и оптимизации ХТС производства.
Целью диссертации является анализ и структурно-параметрическая оптимизация технологического комплекса производства ксилолов для определения путей более рационального использования сырьевых и энергетических ресурсов и увеличения выработки товарной продукции.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
разработать модель ХТС промышленного комплекса производства ксилолов;
исследовать основные закономерности функционирования блока установок по выделению суммарных ксилолов и по производству орто- и параксилола;
осуществить поиск оптимальных параметров работы комплекса производства ксилолов для увеличения выпуска товарных продуктов; оценить возможность снижения удельных энергозатрат.
Объект исследования. ХТС производства ксилолов, представляющая собой совокупность взаимосвязанных промышленных установок суммарных ксилолов, каталитического риформинга фракции 105-127ºС и получения орто- и параксилола.
Научная новизна заключается в
разработке расчетной модели сложной ХТС производства ксилолов, предназначенной для проведения параметрических исследований и оптимизационных расчетов;
разработке алгоритма поддержки принятия решений по ведению технологического процесса производства ксилолов, функционально решающего две задачи: виртуального анализа и оптимизации;
создании программного комплекса, позволяющего прогнозировать качество риформированной целевой фракции 105-127°С и рассчитывать оптимальные режимные параметры технологического процесса получения ксилолов.
Практическая значимость
разработан многофункциональный программный комплекс, позволяющий прогнозировать содержание ароматических углеводородов С8 в катализате риформинга и определять оптимальные параметры ведения процесса получения товарных ксилолов;
по результатам математического моделирования установлена и в ходе опытно-промышленных проверок подтверждена возможность увеличения выработки индивидуальных ксилолов на 8% за счет согласованного изменения режимов работы установок суммарных ксилолов и производства орто- и параксилола;
предложены и верифицированы на действующем предприятии мероприятия по структурному изменению схемы ХТС производства ксилолов, позволяющие снизить энергозатраты на 19,3ГДж/ч.
Достоверность основных сформулированных научных положений и выводов подтверждена корректным использованием методов математического моделирования и оптимизации ХТС, методов обработки экспериментальных данных и верификацией результатов расчета на действующих промышленных установках. Апробация
Основные результаты докладывались на международных научных конференциях: Математические методы в технике и технологиях (г.Саратов, 2008, г.Иваново, 2009, г.Саратов, 2010, г.Пенза, 2011), Менделеевской конференции (Москва, 2009), Современные проблемы катализа и нефтепереработки (Москва, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ. Из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 129 страницах, список литературы включает 99 наименований.
Содержание работы
В первой главе дано описание объекта исследования и рассмотрены основные принципы и подходы к анализу, моделированию и оптимизации химико-технологических систем производства ксилолов.
Рассмотрены основные особенности анализа и оптимизации химико-технологических систем; принципы построения математических моделей основного технологического оборудования. Выполнен обзор численных методов параметрической оптимизации элементов ХТС. Рассмотрены функциональные возможности известных компьютерных программ моделирования и оптимизации ХТС.
Вторая глава посвящена исследованию установки суммарных ксилолов как объекта оптимизации (рис. 1).
Рисунок 1 - Принципиальная схема установки суммарных ксилолов
Согласно результатам анализа экспериментальных данных, полученных на промышленной установке, при неизменной загрузке и фиксированной выработке целевой фракции 105-127ºС вариации содержания ароматических углеводородов С8 в катализате риформинга достигают ±5-6%масс. (что эквивалентно изменению выработки суммарных ксилолов на ±1,5т/ч, рис. 2). При условии стабильной работы установки каталитического риформинга основная причина этого явления - колебание количества ксилолообразующих компонентов в целевой фракции 105-127°С.
Рисунок 2 - Содержание С8 аром в стабильном катализате риформинга
Для выявления закономерностей ведения технологического процесса разработана модель блоков ректификационных колонн (рис. 1). Потарелочный расчет проводился на основании уравнений материального и теплового балансов, условий фазового равновесия для каждой тарелки с учетом неидеальности контактных устройств:
L_(j-1) x_(i,j-1)+V_(j+1) y_(i,j+1)+F_j z_(i,j)-(L_j+U_j ) x_(i,j)-(V_j+W_j ) y_(i,j)=0,y_(i,j)=ηK_(i,j) x_(i,j)+(1-η) y_(i,j-1), ∑_(i=1)^m▒〖y_(i,j)-1=0〗, ∑_(i=1)^m▒〖x_(i,j)-1=0,〗(1)L_(j-1) H_(L_(j-1) )+V_(j+1) H_(V_(j+1) )+F_j H_(F_(j+1) )-(L_j+U_j ) H_(L_j )-(V_j+W_j ) H_(V_j )±Q_j=0где j - номер стадии; i - номер компонента; m - число компонентов; V_(j+1), V_j и L_(j-1), L_j - потоки пара и жидкости на входе и выходе из j-й стадии; F_j - поток питания, поступающий на j-ю стадию; W_j, V_j - потоки пара и жидкости, которые выводятся с j-й стадии ректификационной колонны; H_(V_(j+1) ), H_(L_(j-1) ) и H_(V_j ), H_(L_j ) - энтальпии пара и жидкости на входе и выходе из j-й стадии; y_(i,j+1), x_(i,j-1) и y_(i,j), x_(i,j) - концентрации i-го компонента в паре и в жидкости на входе и выходе из j-й стадии; z_(i,j) - концентрации i-го компонента в потоке питания, поступающем в j-ю стадию; Q_j - поток теплообмена на j-й стадии; K_(i,j)- константы фазового равновесия; η - КПД тарелки.
Система уравнений (1) для каждой из колонн решалась с помощью программного продукта Aspen Hysys. Параметрическая настройка модели проводилась путем подбора КПД контактных устройств таким образом, чтобы обеспечить наилучшую сходимость расчетных и фактических данных. Результаты проверки адекватности модели представлены в таблице 1 на примере данных о групповом составе нижнего продукта колонны К3. В работе показано, что модель блока ректификационных колонн К1-К6 обеспечивает расчет составов продуктовых потоков с погрешностью, не превышающей 0,5%масс.
Таблица 1 - Углеводородный состав фракции 127-180°С, % масс. ПараметрЗначениеРасхождениеФактическоеРасчетноеНафтеновые углеводороды С86,325,940,38Парафиновые углеводороды С83,263,150,11Ароматические углеводороды С85,735,450,28Нафтеновые углеводороды С9+18,1018,220,12Парафиновые углеводороды С9+54,4954,660,17Ароматические углеводороды С9+12,1012,190,09Сумма100100 Согласно данным лабораторного контроля в кубовом продукте колонны К3 в момент исследования содержалось 0,7-1,5%масс. нафтенов С8 и 1,5-3%масс. н-октана, что при расходе этого потока, равного 80т/ч, составило достаточный потенциал для увеличения содержания ксилолообразующих компонентов в целевой фракции на 1,8-3,6т/ч.
Корреляция лабораторных данных по содержанию ароматических углеводородов С8 и толуола в стабильном катализате риформинга (коэффициент корреляции 0,91) подтвердила гипотезу о необходимости утяжеления состава целевой фракции 105-127°С. В этом случае толуолобразующие компоненты С7 попадают во фракцию 85-180°С без 105-127°С, которая используется для приготовления высокооктанового бензина марок АИ-92,95. Это является дополнительным преимуществом, поскольку в штатном режиме работы ароматические углеводороды С7, содержащиеся в стабильном катализате риформинга, в качестве дистиллята колонны К5 идут на приготовление низкооктанового бензина марки АИ-80. Модельные расчеты показали, что для такого изменения состава целевой фракции 105-127°С (минимальное вовлечение толуола и толуолобразующих компонентов С7 и максимальный отбор нафтенов С8 и н-октана) необходимо изменить следующие параметры работы блока колонн К1-К3:
увеличить отбор дистиллята колонны К1 на 2-3м3/ч; орошение в колонне К2 поддерживать на уровне не ниже 190м3/ч;
орошение в колонне К3 поддерживать на уровне не ниже 170м3/ч.
Увеличение расхода орошений в колоннах К2, К3 необходимо для обеспечения четкого деления между углеводородами С8 (нафтеновые и н-октан) и этилциклогексаном во избежание роста расхода рецикла на установке по выделению орто- и параксилола. Предложения по изменению режимов работы были проверены и подтверждены в ходе опытно-промышленного пробега; при этом содержание ароматических углеводородов С8 выросло с 46-47 до 51-52%масс. (рис. 3). Результаты опытной проверки подтвердили целесообразность выдвинутого предположения о необходимости утяжеления фракционного состава целевой фракции 105-127°С.
Рисунок 3 - Содержание С8 аром в стабильном катализате риформинга
Далее для выработки рекомендаций по оптимальному ведению технологического процесса были решены следующие задачи:
разработана статистическая модель, позволяющая рассчитывать содержание ароматических углеводородов С8 в стабильном катализате риформинга в зависимости от основных режимных параметров при различных плановых показателях;
разработан программный комплекс, позволяющий прогнозировать содержание компонентов С8аром. в катализате;
рассчитаны оптимальные режимные параметры блока ректификационных колонн К1-К3 для различных вариантов работы ХТС производства ксилолов.
Разработка статистической модели. Для прогноза содержания ароматических углеводородов С8 в катализате риформинга использовалась нелинейная регрессионная модель вида
C_8=F(x ̅, a ̅ )≡∑_(j=1)^m▒〖a_j ζ_j (x ̅)〗,(2)где x ̅ - вектор режимных параметров работы колонн К1-К3 (факторы); a ̅ - вектор констант модели; m - число базисных функций; ζ_j - базисные функции.
Для различных наборов базисных функций {ζ_j } соответствующий вектор констант модели a ̅ определялся по методу наименьших квадратов:
a ̅=min┬a ̅ ⁡∑_(i=1)^n▒[F_i (x ̅, a ̅ )-F_i^эксп ]^2 ,(3)где n - число точек выборки, использованной для построения модели (n=180; в ходе предварительной обработки данные АСУТП усреднялись за сутки на часовом тренде); F_i^эксп - данные лабораторного контроля по содержанию ароматических углеводородов С8 в стабильном катализате риформинга.
Итоговая модель содержит 11 регрессионных коэффициентов a_j, значимость которых проверена по критерию Стьюдента. Коэффициент корреляции расчетных и экспериментальных данных составил 0,97, стандартное отклонение - 0,72%масс., относительная погрешность - 1,6% (рис. 4).
Рисунок 4 - Содержание углеводородов С8 аром в катализате риформинга
Оптимизационные расчеты. Задача оптимизации сформулирована следующим образом: x ̅= {█(max┬x ̅ ⁡〖F(x ̅,a ̅)〗@φ_i (x ̅ )≥0, i=1,2,...,9 @ξ_j (x ̅ )≥0, j=1,2,...,10)┤,(4)где линейные функции φ_i (x ̅) формируются согласно ограничениям по ведению технологического процесса (расходы дистиллятов, орошений, паровые нагрузки ректификационных колонн К1-К3), а линейное ограничение ξ_j (x ̅)≥0 задает область применимости статистической модели с учетом наблюдаемых корреляций первичных факторов (загрузка, отбор целевой фракции и т.д.).
Для всех точек выборки задача условной оптимизации численно решалась методом проекции градиента. Результаты расчетов свидетельствуют о том, что для большей части рассмотренных точек выборки имелся резерв для увеличения содержания ароматики С8 в катализате риформинга (рис. 4). На основе статистической модели и оптимизационных расчетов разработан алгоритм поддержки принятия решений при ведении технологического процесса производства ксилолов (рис. 5). Описание алгоритма. Основными исходными данными являются плановые показатели G, C, которые должны лежать в изученной области M_1. На их основе формируется множество M_2 допустимых режимных параметров, в пределах которого рассчитываются оптимальные значения. Прогноз содержания ароматических углеводородов С8 осуществляется как для текущих режимных параметров, так и для оптимальных. Разработанный алгоритм функционально решает две задачи: виртуального анализа и оптимизации.
Разработка программного комплекса. Статистическая модель и алгоритм поддержки принятия решений программно реализованы и позволяют решать следующие задачи:
выдавать прогнозную оценку содержания ароматических углеводородов С8, а также толуола и высшей ароматики С9+ в стабильном катализате риформинга по режимным показателям работы колонн К1-К3;
проводить расчет оптимальных режимных параметров работы К1-К3, позволяющих повысить содержание ароматики С8 в стабильном катализате риформинга при заданных плановых показателях.
Рисунок 5 - Алгоритм поддержки принятия решений при ведении технологического процесса производства ксилолов
Корректность работы программного комплекса была подтверждена в ходе опытно-промышленной проверки на действующей установке в течение 2 месяцев. Содержание ароматики С8 в риформате увеличилось с 44 до 48,6%масс., а выработка фракции суммарных ксилолов при неизменных плановых показателях выросла на 1,2т/ч (на 8%).
Третья глава посвящена оптимизации процесса получения орто- и параксилола.
Выполнена оценка возможности увеличения производительности ХТС получения ксилолов с учетом выявленного резерва фракции суммарных ксилолов. Согласно укрупненной блок-схеме материальных потоков в состав установки входят блоки фракционирования, кристаллизации и изомеризации (рис. 6), а загрузка установки лимитируется производительностью центрифуг секции кристаллизации. Соответственно, возможность увеличения выпуска товарной продукции может быть оценена по этому показателю. При расчете все компоненты условно разделены на две группы: целевые, к которым относятся ароматические углеводороды С8 (за исключением этилбензола, поскольку он преимущественно конвертируется в компоненты легкой и тяжелой ароматики), и нецелевые, включающие все остальные компоненты потоков.
Рисунок 6 - Укрупненная блок-схема материальных потоков процесса получения орто- и параксилола
При рассмотрении схемы производства по целевым компонентам (рис. 6) считали, что:
распределение ксилолов в стабильном изомеризате постоянно: ортоксилола 0,23, параксилола 0,23 и метаксилола 0,54, что соответствует их равновесному соотношению;
незначительная часть ксилолов (порядка 1,5% масс. в расчете на расход рециркулирующих ксилолов) теряется в процессе изомеризации за счет побочных реакций.
Условие материального баланса по целевым компонентам (рис. 6) выражается соотношением:
S=k_0 (α(a_1+0,23S)+β(a_2+0,23S)+(a_3+0,54S))(5)где a_1, a_2, a_3 - расходы целевых компонентов в потоке сырья установки (ортоксилол, параксилол и метаксилол соответственно); x_1, x_2, x_3 - расходы целевых компонентов в потоке изомеризата; (1-α) - степень извлечения ортоксилола; (1-β) - степень извлечения параксилола; S ̅ - расход целевых компонентов, поступающих на изомеризацию; S - расход изомеризата; k_0=0,985 - коэффициент, учитывающий потери компонентов в процессе изомеризации.
Загрузку блока кристаллизации по целевым компонентам можно рассчитать как:
R_1=((αa_1+βa_2+a_3 )(0,23α+0,77))/(0,475-0,23(α+β))+αa_1+a_2+a_3,(6) Аналогично рассчитана загрузка блока кристаллизации по нецелевым компонентам:
R_2=(a_4+0,5γ)/(1-γ) ,(7)где а_4 - расход нецелевых компонентов в сырье установки; γ - коэффициент.
Суммарная загрузка секции кристаллизации составляет:
G_(кр-ии) = R_1 + R_2,(8) Выход товарных ортоксилола и параксилола определяется по зависимостям:
G_ок=(1-α)( a_1 + 0,23S),(9)G_пк=(1-β)( a_2 + 0,23S),(10) Полученные соотношения позволяют рассчитать расход рецикла и выход товарных продуктов при изменении основных технологических показателей работы установки по производству орто- и параксилола.
Таким образом, снижение загрузки блока кристаллизации может быть достигнуто за счет:
увеличения степени извлечения ортоксилола (1-α) в ректификационной колонне Т-101,102 блока фракционирования;
увеличения степени извлечения параксилола (1-β) на блоке кристаллизации;
снижения содержания этилбензола в сырье установки за счет более полного его извлечения в ректификационной колонне К5 установки суммарных ксилолов.
Выполненные расчеты по каждому из приведенных пунктов показали, что наиболее перспективным способом снижения загрузки блока кристаллизации является увеличение степени извлечения ортоксилола (1-α) в колонне Т101,102. Согласно зависимостям (5)-(10), для переработки резервного количества фракции суммарных ксилолов коэффициент (1-α) должен быть увеличен с 0,55 для штатного режима до значения 0,65 за счет увеличения отбора кубового продукта колонны Т101,102.
Для оценки влияния изменения параметра (1-α) на качество получаемого ортоксилола и на работу основного технологического оборудования секции фракционирования разработана модель ректификационных колонн Т101,102 и Т103 в соответствии с методикой, описанной в главе 2. Выполненные по модели расчеты показали, что для переработки дополнительного количества фракции суммарных ксилолов за счет увеличения коэффициента (1-α) при сохранении запаса по качеству получаемого ортоксилола достаточно поддерживать расход орошения на уровне не ниже 200т/ч, что удовлетворяет технологическим ограничениям (рис. 7).
Рисунок 7 - Содержание ортоксилола в дистилляте колонны Т103
При реализации оптимального режима работы колонны Т101,102 загрузка блока кристаллизации снизится на 4,5т/ч по сравнению со штатным режимом работы. Это позволит переработать дополнительное количество фракции суммарных ксилолов. Расход товарных ксилолов по сравнению со штатным режимом работы увеличится на 1,1т/ч. В четвертой главе исследована возможность снижения энергозатрат в ХТС производства ксилолов. Основным недостатком реализации рассмотренных решений является увеличение энергопотребления схемы производства ксилолов на 21-25ГДж/ч, поскольку вводимые изменения параметров работы ректификационного оборудования сопровождаются увеличением флегмовых чисел.
В соответствии со схемой производства ксилолов (рис. 8) фракция высшей ароматики С9+ выделяется дважды: в колоннах К6 и Т103. В обоих случаях содержание компонентов С9+ в верхнем продукте колонн строго регламентировано (доля целевых компонентов С8 должна быть не ниже 99,3 и 99,2%масс. соответственно), поэтому процесс проводится при повышенных флегмовых числах. Одним из вариантов снижения энергозатрат является исключение колонны К6 из ХТС производства ксилолов при условии сохранения работоспособности производства, основного технологического оборудования и надлежащего качества товарной продукции.
Рисунок 8 - Принципиальная схема ХТС производства ксилолов
Эффективность работы колонн Т101,102, Т103 в условиях увеличенной загрузки оценивалась путем расчета максимально допустимых рабочих скоростей пара для каждой тарелки колонн и определения резервов колонн по парожидкостным нагрузкам. Установлено, что увеличение загрузки не лимитировано парожидкостными нагрузками в колоннах (табл. 2, для Т103).
Таблица 2 - Рабочая и допустимая скорость пара на тарелках колонны Т103 № тарелкиРабочая скорость пара ω_р, м/сМаксимальная скорость пара ω_max⁡p , м/сКоэффициент запаса10,6960,9440,26220,6950,9430,263............220,6730,9220,271230,6710,9210,272............590,5990,8240,274600,5880,8390,298 Выполненные по модели расчеты показали, что качество получаемого ортоксилола в основном зависит от количества наиболее легкокипящего компонента С9+ - кумола в питании колонны Т103. В связи с невозможностью получения информации по составу высшей ароматики С9+ поставлен и проведен активный эксперимент для косвенного определения степени влияния компонентов С9+ на качество товарного продукта. На первом этапе верхний отбор колонны К6 был увеличен для вовлечения наиболее легкокипящих компонентов С9+. Ухудшения качества товарного ортоксилола не наблюдалось, что может быть объяснено незначительным содержанием кумола во фракции высшей ароматики С9+ (рис. 9). На втором этапе эксперимента верхний и нижний продукты колонны К6 смешивались и подавались в качестве питания колонны Т101,102. Тем самым непосредственно имитировалась работа комплекса производства ксилолов без колонны К6. Рисунок 9 - Содержание ортоксилола в дистилляте колонны Т103
Результаты активного эксперимента подтвердили возможность получения ортоксилола, отвечающего стандартам качества, без использования колонны К6. Сокращение потребления первичных энергоресурсов составит порядка 19,3ГДж/ч после перехода к работе ХТС производства ксилолов без колонны К6 и практически полностью компенсирует увеличение энергозатрат, связанных с решениями по увеличению производительности комплекса.
Согласно ценам на товарные ксилолы и автомобильные бензины (ноябрь 2011) совокупный экономический эффект от предложенных мероприятий по увеличению производительности ХТС производства ксилолов составит 60,7млн.руб./год.
ВЫВОДЫ
Разработана модель ХТС получения ксилолов, представляющая собой систему детерминированных и статистических моделей элементов ХТС, адекватная действующему промышленному производству.
Разработан и программно реализован алгоритм поддержки принятия решений, предназначенный для поиска оптимальных режимных параметров технологического процесса производства ксилолов с целью прогноза и максимизации содержания ароматических углеводородов С8 в катализате риформинга. Работоспособность алгоритма подтверждена в ходе его промышленного испытания.
На основе анализа ХТС производства ксилолов установлено, что лимитирующей стадией, ограничивающей увеличение производительности установки по производству орто- и параксилола, является блок кристаллизации. Показано, что переработка на установке дополнительного сырья - фракции суммарных ксилолов - может быть обеспечена за счет увеличения степени извлечения ортоксилола в секции фракционирования.
Показано, что оптимизация режимов работы установки суммарных ксилолов и установки по производству орто- и параксилола при неизменной загрузке промышленного комплекса позволяет увеличить выработку товарной продукции на 8%.
В рамках опытно-промышленной проверки результатов исследований по снижению энергозатрат и материалоемкости процесса подтверждена целесообразность модификации ХТС производства ксилолов за счет исключения колонны выделения фракции высшей ароматики С9+ из технологического комплекса получения ксилолов. Процесс выработки этой фракции может осуществляться в том же объеме на ректификационной колонне блока фракционирования установки по производству орто- и параксилола. Установлено, что предложенное решение позволяет снизить энергозатраты производства ксилолов на 19,3ГДж/ч и тем самым полностью компенсировать необходимый рост потребления энергетических ресурсов, связанный с предложениями по увеличению выработки товарной продукции на 8%.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Мануйлова Е.В., Сладковский Д.А., Зибарев В.В., Ерженков А.С. Оптимизация процессов выделения тяжелой ароматики при производстве ксилолов // Сборник трудов XXI Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологии". Саратов: СГТУ, 2008. Т. 6. С. 55-57.
Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В., Иванов А.М. Оптимизация процесса получения целевой фракции 105-127°С в производстве ксилолов // Сборник трудов XXII Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологии". Иваново: ИГХТУ, 2009. Т. 11. С. 63-64. Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В. Реализация ресурсосберегающей технологии в производстве ксилолов // Сборник научных трудов XIX Менделеевской конференции молодых ученых. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2009. С. 143-144.
Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В. Оптимизация процесса получения фракции суммарных ксилолов // Автоматизация в промышленности. 2010. № 7. С. 24-26.
Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В. Оптимизация процесса получения фракции суммарных ксилолов из прямогонной бензиновой фракции на НПЗ // Сборник трудов XXIII Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологии". Саратов: СГТУ, 2010. Т. 9. С. 79-81.
Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В. Повышение эффективности потребления сырьевых ресурсов в нефтепереработке на примере производства ксилолов // Сборник статей докладов молодежной научно-технической конференции "Современные проблемы катализа и нефтепереработки". М.: МИТХТ, 2010. С. 34.
Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В. Оценка возможности увеличения эффективности потребления сырья в производстве ксилолов // Сборник трудов XXIV Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологии". Пенза: ПГТА, 2011. Т. 8. С. 32-33.
Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В. Повышение эффективности потребления сырьевых ресурсов в производстве ксилолов // Сборник тезисов научно-технической конференции молодых ученых "Неделя науки - 2011" Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2011. С. 76. Мануйлова Е.В., Федоров В.И., Лисицын Н.В. Оптимизация процессов разделения в производстве ксилолов // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2011. №10(36). С. 39-42.
1
Документ
Категория
Технические науки
Просмотров
118
Размер файла
458 Кб
Теги
кандидатская
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа