Введение
Глава 1. Анализ современного состояния и перспективы развития процесса каталитического крекинга нефтяного сырья 13
1.1 Современные технологии каталитического крекинга нефтяного сырья 14
1.2 Современные каталитические композиции для крекинга высокомолекулярных нефтяных фракций 24
1.2.1 Способы совершенствования катализаторов крекинга 25
1.2.2 Современные представления о механизме крекинга углеводородов на кислотных центрах катализаторов 33
1.2.3 Дезактивация цеолитсодержащих катализаторов крекинга 39
1.3 Кинетическое описание процесса каталитического крекинга нефтяного сырья с учетом дезактивации катализатора 49
1.3.1 Моделирование процесса каталитического крекинга нефтяного сырья на основе кинетических схем 50
1.3.2 Квантово-химическое моделирование молекулярной структуры, физико-химических свойств и реакционной способности углеводородов в процессах нефтепереработки 59
1.4 Постановка цели и задачи исследования 62
Выводы по главе 1 65
Глава 2. Объект и методологическая основа диссертационного исследования 67
2.1 Характеристика объекта исследования 67
2.2 Физико-химические методы исследования сырья, продуктов и катализаторов процесса крекинга вакуумного дистиллята 72
2.2.1 Физико-химические исследования состава и свойств сырья процесса каталитического крекинга вакуумного дистиллята 75
2.2.2 Исследование характеристик катализаторов крекинга 82
2.2.3 Физико-химические исследования состава и свойств продуктов процесса каталитического крекинга вакуумного дистиллята 87
2.3 Квантово-химическое моделирование реакций процесса каталитического крекинга с участием высокомолекулярных углеводородов вакуумного дистиллята 90
Выводы по главе 2 92
Глава 3. Термодинамические, кинетические и гидродинамические закономерности процесса каталитического крекинга вакуумного дистиллята 93
3.1 Установление термодинамических параметров реакций с участием высокомолекулярных углеводородов вакуумного дистиллята 93
3.2 Разработка кинетических уравнений процесса каталитического крекинга 103
3.2.1 Формирование кинетической схемы процесса каталитического крекинга 103
3.2.2 Кинетические уравнения процесса каталитического крекинга 105
3.2.3 Учет возникновения термодинамической необратимости реакций процесса каталитического крекинга вакуумного дистиллята 107
3.3 Гидродинамические закономерности процесса каталитического крекинга в промышленном реакторе 110
3.4 Исследование процесса дезактивации цеолитсодержащих катализаторов крекинга коксом и тяжелыми металлами 116
3.4.1 Закономерности и учет при моделировании обратимой дезактивации катализатора коксом 116
3.4.2 Учет при моделировании необратимой дезактивации катализатора при совместном влиянии никеля и ванадия 120
3.5 Определение кинетических параметров и закономерностей термодинамической необратимости реакций каталитического крекинга 124
3.5.1 Решение обратной кинетической задачи 125
3.5.2 Установление закономерностей кинетической необратимости реакций процесса каталитического крекинга 127
3.5.3 Оценка внутридиффузионных торможений при протекании химических реакций процесса каталитического крекинга 130
3.5.4 Сопоставление экспериментальных и расчётных данных по модели процесса каталитического крекинга вакуумного газойля 133
Выводы по главе 3 134
Глава 4. Прогнозирование показателей работы лифт-реактора каталитического крекинга установки КТ-1/1 с применением математической модели процесса 138
4.1 Прогнозный расчет влияния характеристик перерабатываемого сырья с учетом изменения активности катализатора на выход продуктов крекинга 139
4.2.1. Влияние температуры катализаторного потока после регенерации, кратности циркуляции катализатора и температуры сырья на температуру крекинга и изменение активности катализатора 146
4.2.2 Влияние температуры крекинга на выход бензиновой фракции и кокса 149
4.3 Разработка технических решений для увеличения выхода бензиновой фракции и газа при снижении избыточного коксообразования с учетом состава перерабатываемого сырья, температуры и активности катализатора крекинга 151
Выводы по главе 4 154
Основные выводы 156
Заключение 158
Список литературы 161
Приложение А 188
