Создание математической модели процесса гидрокрекинга вакуумного газойля на основе экспериментальных и численных исследований; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 337, № 7
| Parent link: | Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов=Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет.— .— Томск: Изд-во ТПУ, 2015-.— 2413-1830 Т. 337, № 7.— 2026.— С. 160-172 |
|---|---|
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | , , , , , , |
| Summary: | Актуальность. Современные нефтеперерабатывающие предприятия сталкиваются с необходимостью повышения глубины переработки тяжёлого нефтяного сырья при одновременном соблюдении повышающихся экологических требований к топливам. В этих условиях гидрокрекинг вакуумного газойля выступает ключевой технологией, обеспечивающей получение высококачественных светлых нефтепродуктов. Разработка точных математических моделей, способных учитывать сложный углеводородный состав сырья и особенности каталитического процесса, становится важной задачей цифровизации нефтепереработки. Цель. Разработать математическую модель процесса гидрокрекинга вакуумного газойля на основе комплексных экспериментальных и численных исследований. Методы. Проведены лабораторные испытания на каталитической установке с использованием промышленного Ni-W-катализатора в диапазоне температур 400–420 °C. Состав продуктов проанализирован хроматографическими методами. Для описания нефтяных фракций применён подход структурно-ориентированного объединения в сочетании с методом группового вклада, что позволило сформировать расширенную библиотеку компонентов с рассчитанными физико-химическими и термодинамическими свойствами. Углеводороды сгруппированы в 74 ламп-компонента по структурному признаку и числу атомов углерода. Математическая модель реализована в виде системы дифференциальных уравнений, включающей расчёт материального и теплового балансов. Результаты и выводы. На основе ламп-компонентов построена формализованная схема превращений, включающая 330 элементарных реакций с участием водорода. Кинетические параметры определены решением обратной задачи по экспериментальным данным. Созданная модель демонстрирует высокую точность воспроизведения состава продуктов и может быть использована для оптимизации режимных параметров промышленного процесса, включая расход и температуру водородсодержащего газа Relevance. Modern refineries must increase conversion depth of heavy crude feedstocks while meeting stringent environmental standards for fuels. In this context, vacuum gas oil hydrocracking serves as a key technology for producing high-quality light petroleum products. Developing accurate mathematical models that account for complex hydrocarbon composition and catalytic process features has become essential for refinery digitalization. Aim. To develop a mathematical model of vacuum gas oil hydrocracking based on integrated experimental and numerical studies. Methods. Laboratory tests were performed in a catalytic reactor using a commercial Ni-W catalyst at temperatures from 400 to 420°C. Product composition was analyzed by chromatographic techniques. Structure-oriented lumping approach is used combined with group contribution method to describe petroleum fractions. This approach enabled the creation of an extended component library with calculated physicochemical and thermodynamic properties. Components were grouped into 74 lumps based on structural features and carbon number. The model was formulated as a system of differential equations that includes material and energy balances. Results and conclusions. A detailed kinetic scheme was constructed using the lumped components and composed of 330 elementary hydrogen-involving reactions. Kinetic parameters were identified by solving an inverse problem using experimental data. The resulting model accurately reproduces product composition and can optimize industrial process conditions, including hydrogen-rich gas flow rate and temperature Текстовый файл |
| Language: | Russian |
| Published: |
2026
|
| Subjects: | |
| Online Access: | bulletin_tpu-2026-v337-i7-15.pdf https://doi.org/10.18799/24131830/2026/7/5453 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=688618 |