с Политикой конфиденциальности и даете
Согласие на обработку персональных данных
Моделирование процесса каталитического бензольного риформинга
Предпосылки
После комплексного обследования выяснилось, что есть сопутствующие проблемы и стабилизация — не единственный узел, где можно повысить эффективность процессов производства продукции.
После комплексного обследования выяснилось, что есть сопутствующие проблемы и стабилизация — не единственный узел, где можно повысить эффективность процессов производства продукции.
- Дарья Смирноваменеджер продукта
Суть проблемы заключалась в нарушении качества как товарной, так и промежуточной продукции на установке по производству бензола и толуола из нефтяного сырья. В побочной продукции - газах стабилизации - было превышено допустимое содержание тяжелых углеводородов - и составляло 20% при норме не более 5%. Это приводило к потерям товарных углеводородов в объеме около 3000 тонн в год при производительности 420 000 тонн по сырью в год. С другой стороны, качество целевых продуктов - бензола и толуола - было нестабильным, наблюдались случаи брака товарной продукции.
- Дарья Смирноваменеджер продукта
Суть проблемы заключалась в нарушении качества как товарной, так и промежуточной продукции на установке по производству бензола и толуола из нефтяного сырья. В побочной продукции - газах стабилизации - было превышено допустимое содержание тяжелых углеводородов - и составляло 20% при норме не более 5%. Это приводило к потерям товарных углеводородов в объеме около 3000 тонн в год при производительности 420 000 тонн по сырью в год. С другой стороны, качество целевых продуктов - бензола и толуола - было нестабильным, наблюдались случаи брака товарной продукции.
На блоке стабилизации решалась задача увеличения количества получаемого целевого продукта. На блоке вторичной ректификации специалисты NAUKA исследовали влияние соотношения бензола и толуола на качество товарной продукции и разработали гипотезы для его оптимизации.
Ориентируясь на соотношение веществ в исходном потоке перед его подачей на блок вторичной ректификации, можно изменить режимы работы таким образом, чтобы на выходе иметь более качественную продукцию.
Теперь на установке стало возможным переработать сырье с различным соотношением компонентов и получился кондиционный продукт. Для этого не потребовалось дополнительное оборудование — решение основано на правильной настройке режимов в зависимости от качества исходных потоков.
Ориентируясь на соотношение веществ в исходном потоке перед его подачей на блок вторичной ректификации, можно изменить режимы работы таким образом, чтобы на выходе иметь более качественную продукцию.
Теперь на установке стало возможным переработать сырье с различным соотношением компонентов и получился кондиционный продукт. Для этого не потребовалось дополнительное оборудование — решение основано на правильной настройке режимов в зависимости от качества исходных потоков.
- Усовершенствовать технологический процесс — например, заменить оборудование
- Выработать рекомендации по оптимизации блоков
- Усовершенствовать технологический процесс — например, заменить оборудование.
- Выработать рекомендации по оптимизации блоков
- Дарья Смирноваменеджер продукта
Мы предложили заказчику второй способ — чтобы снизить затраты, ускорить достижение результата и обойтись без остановки действующего оборудования. Для этого использовали математическое моделирование.
- Дарья Смирноваменеджер продукта
Мы предложили заказчику второй способ — чтобы снизить затраты, ускорить достижение результата и обойтись без остановки действующего оборудования. Для этого использовали математическое моделирование.
Цель проекта
Этапы проекта
- 1Проведение комплексного обследования работы блоков стабилизации и ректификации установки бензольного риформинга
- 2Разработка адекватных математических моделей для технологических блоков установки
- 3Выработка рекомендаций по оптимизации блоков, проведение пилотных испытаний и оценка эффективности гипотез
- 1Проведение комплексного обследования работы блоков стабилизации и ректификации установки бензольного риформинга
- 2Разработка адекватных математических моделей для технологических блоков установки
- 3Выработка рекомендаций по оптимизации блоков, проведение пилотных испытаний и оценка эффективности гипотез
- Комплексное обследование
- Комплексное обследование
Зависимость изменения качества продукции от параметров сырья. График с треугольными маркерами показывает соотношение бензола и толуола. Красная и пунктирная линия - содержание компонентов в продукте.
- Дарья Смирноваменеджер продукта
Особая сложность управления данным процессом в том, что допустимое содержание бензола в толуоле и толуола в бензоле — это сотые доли процента. Продукты на выходе - фактически чистые вещества, качество которых зависит от выбранной температуры в колоннах К2, К3. При этом диапазон варьирования температуры - всего 1–2 градуса. До начала нашей работы системного правила выбора параметров режима установки не было и получение качественного продукта во многом зависело от квалификации и опыта оператора.
- Дарья Смирноваменеджер продукта
Особая сложность управления данным процессом в том, что допустимое содержание бензола в толуоле и толуола в бензоле — это сотые доли процента. Продукты на выходе - фактически чистые вещества, качество которых зависит от выбранной температуры в колоннах К2, К3. При этом диапазон варьирования температуры - всего 1–2 градуса. До начала нашей работы системного правила выбора параметров режима установки не было и получение качественного продукта во многом зависело от квалификации и опыта оператора.
Линии 1 и 2 - предельные их значения.
С помощью математической модели удалось вычислить температуры, при которых сохраняется приемлемый баланс бензола и толуола.
Исходя из графиков, выбор режима зависит от начального состава сырья. Например, в одной зоне при соотношении бензола и толуола в сырье 1,2 нужно поддерживать температуру около 99,2°C. Если соотношение бензол/толуол равно 1,8 — оптимальной температурой будет примерно 102,2°C. Используя данный расчет можно найти оптимальную температуру при любом составе сырья — и получать в итоге продукт должного качества.
С помощью математической модели удалось вычислить температуры, при которых сохраняется приемлемый баланс бензола и толуола.
Исходя из графиков, выбор режима зависит от начального состава сырья. Например, в одной зоне при соотношении бензола и толуола в сырье 1,2 нужно поддерживать температуру около 99,2°C. Если соотношение бензол/толуол равно 1,8 — оптимальной температурой будет примерно 102,2°C. Используя данный расчет можно найти оптимальную температуру при любом составе сырья — и получать в итоге продукт должного качества.
- Дарья Смирноваменеджер продукта
На основании выработанного алгоритма мы разрабатывали аналитику и выбирали режимные параметры блока. В итоге обобщили данные в рекомендации для оптимизации процессов разделения — их можно было внедрять в производство.
- Дарья Смирноваменеджер продукта
На основании выработанного алгоритма мы разрабатывали аналитику и выбирали режимные параметры блока. В итоге обобщили данные в рекомендации для оптимизации процессов разделения — их можно было внедрять в производство.
Проверили предложенные рекомендации на действующем промышленном объекте. Расчеты математической модели подтвердились — на блоке выделения бензола и толуола при соблюдении указанных параметров температуры содержание примесей в компонентах нормализовалось и не превышало предельно допустимых значений. Содержание компонентов неизменно остается в рамках норм, стабильное среднее содержание толуола в бензоле достигает значения менее 0,03% мас.
Проверили предложенные рекомендации на действующем промышленном объекте. Расчеты математической модели подтвердились — на блоке выделения бензола и толуола при соблюдении указанных параметров температуры содержание примесей в компонентах нормализовалось и не превышало предельно допустимых значений. Содержание компонентов неизменно остается в рамках норм, стабильное среднее содержание толуола в бензоле достигает значения менее 0,03% мас.
Результаты проекта
Установка стала работать стабильнее, нормализовалось качество выпускаемой товарной продукции
Уменьшился объем производственного брака, в том числе при повышенной загрузке
На 15% увеличилась выработка товарного бензола за счет снижения количества брака и возможности повысить загрузку блока вторичной ректификации
При изменении состава сырья по компонентам в пределах 30% можно прогнозировать параметры качества бензола и выпускать чистый товарный продукт
Снизились потери углеводородных газов
Снизились потери углеводородных газов
- Дарья Смирноваменеджер продукта
Аналогичный подход используется при оптимизации схожих процессов разделения — например, в процессе гидроочистки средних нефтяных дистиллятов. Математическое моделирование процессов можно применять на схожем предприятии отрасли, где есть соответствующее технологическое оборудование