Исследования, выполненные учеными и выпускниками магистратуры Новокуйбышевского филиала СамГТУ, нашли свое отражение в коллективной монографии под названием «Интегральные технологии современной химии: от молекулярного дизайна до промышленных процессов». В данном издании представлены две главы, которые акцентируют внимание на повышении эффективности процессов нефтепереработки. Эти достижения стали возможны благодаря вычислительным экспериментам, проведенным в моделирующей среде.
Работы были осуществлены под руководством доцентов кафедры «Химия и химическая технология», кандидатов технических наук Сергея Попова и Нины Плешаковой. В первой из глав авторы предложили усовершенствовать конструкцию колонны в технологической схеме установки для разделения газов пиролиза. Это решение имеет потенциал увеличения как объема, так и качества выделяемой из сырья этан-этиленовой фракции, которая необходима для производства множества органических соединений и нефтехимической продукции. Интересно, что затраты на реконструкцию установки окупаются всего за три года. Разработанная модель может служить основой для оптимизации технологических режимов существующих промышленных аппаратов и для проектирования новых установок. В числе соавторов данного исследования – инженер кафедры и аспирант Марк Воронов, а также магистр химической технологии Мария Тихонова.
Во второй главе монографии рассматривается работа фракционирующей колонны установки каталитического крекинга (FCC). Здесь акцент сделан на оптимизации аппаратурного оформления колонны и ее технологических режимов для улучшения четкости разделения газо-продуктовой смеси. Снижение количества бензиновых углеводородов во фракции легкого газойля позволяет добиться экономической выгоды. Соавторами данного исследования стали магистры химической технологии Павел Андреяшкин и Юлия Кривцова.
«Магистранты нашего филиала занимаются актуальными прикладными исследованиями», – отметил Сергей Попов. Он также добавил, что руководители предприятий и эксперты государственной экзаменационной комиссии высоко оценили предложенные решения и рекомендовали их для дальнейшей проработки в рамках производственных проектов. Магистранты филиала стали победителями и призерами научно-технической конференции молодых специалистов НК «Роснефть».
Монография, представляющая интерес для химиков, исследователей, преподавателей и специалистов в области химической и нефтегазовой промышленности, а также аспирантов, магистрантов и студентов профильных направлений, доступна в электронной версии на сайте: www.nacrf.ru.
Также стоит отметить, что еще две статьи, посвященные разработкам ученых и выпускников Новокуйбышевского филиала, были опубликованы в «Вестнике Воронежского государственного университета инженерных технологий» (том 88, № 3).
Под руководством доцента кафедры «Химия и химическая технология», кандидата химических наук Жанны Николаевны, были выполнены расчеты по оптимизации технологического режима работы деизобутанизатора газофракционирующей установки (ГФУ) Московского НПЗ. Данные установки, функционирующие на каждом нефтеперерабатывающем заводе, предназначены для разделения газовых смесей, полученных на других установках, на индивидуальные компоненты. Четкость разделения и качество получаемых продуктов напрямую влияют на их дальнейшее применение в нефтехимической отрасли. Кроме того, это один из самых эффективных методов утилизации нефтяных газов, обеспечивающий высокую экономическую эффективность и минимизацию выбросов углеводородов в атмосферу.
В результате переработки изобутановой фракции получают ценное сырье для производства высокооктановых добавок к моторным топливам, синтетического каучука и других продуктов химии и нефтехимии. В процессе моделирования была создана модель действующей установки, и осуществлен поиск возможных технологических решений для улучшения качества получаемой изобутановой фракции без необходимости модернизации блока фракционирования. В результате вычислительного эксперимента был выбран наиболее эффективный вариант оптимизации технологического режима работы деизобутанизирующей колонны – снижение температурного профиля. Это позволит достигнуть необходимой концентрации целевого компонента в изобутановой фракции, расширить ассортимент продукции НПЗ и увеличить экономическую прибыль предприятия. Разработанная модель может также быть использована для оптимизации технологических режимов промышленных аппаратов. Статью подготовил главный специалист Московского НПЗ, магистр химической технологии Владислав Пилясов, соавторами стали кандидат химических наук Алексей Моисеев и инженер кафедры, аспирант Марк Воронов.
«Выбор темы исследования обусловлен проведенным анализом рынка и потенциала повышения качества продукции на предприятии», – пояснил Владислав Пилясов. Он также отметил, что высокое качество изобутановой фракции является актуальным для ее применения в ряде процессов нефтехимии и синтезе. Одним из главных факторов спроса на этот продукт является переход на более безопасные для окружающей среды вещества. Изобутан ценится за низкий потенциал разрушения озона и отличные термодинамические свойства. Его активно используют в системах охлаждения и кондиционирования, а также в качестве пропеллента в аэрозольных баллончиках. Этот тренд поддерживается ужесточением норм по выбросам парниковых газов. Также важно учитывать экспортный потенциал изобутана, поскольку значительные объемы этого продукта поставляются за границу, в частности в Индию и Китай, где быстро развиваются химическая промышленность и растет потребность в сырье для нефтехимического синтеза.
Под руководством доцентов кафедры «Химия и химическая технология» Сергея Попова и Нины Плешаковой также было проведено исследование, направленное на улучшение четкости разделения фракций вторичной перегонки бензина. Это решение позволит увеличить отбор целевых продуктов в отношении их потенциального содержания в сырье.
В традиционной схеме действующей установки вторичной перегонки стабильного бензина разделение фракций НК-80 ℃ и 80–180 ℃ осуществляется в одной колонне. Однако расчет показал, что в этом случае потери фракции НК-80 ℃ составляют более 19% от ее номинального содержания в сырье. Одной из сложностей фракционирования являются близкие температуры кипения С6 и С7-углеводородов.
Для улучшения качества разделения фракций исследователи рассмотрели возможность использования двухколонной схемы и рассчитали соответствующие технологические режимы. Экономические расчеты проектных и строительно-монтажных работ, а также модели в системе управления производственными данными (PIMS) подтверждают эффективность предложенного технологического решения для блока вторичной перегонки бензина и его быструю окупаемость. В проведении исследования принимали участие магистр химической технологии Дмитрий Догадаев и инженер кафедры, аспирант Марк Воронов.