Доклады о будущих и современных технологиях

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПОТОКОВ В РЕАКТОРЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ИЗОМЕРИЗАЦИИ

Д. В. Захаров, И. С. Гуданов

Научный руководитель - И. С. Гуданов, канд. техн. наук, и. о. доцента

Ярославский государственный технический университет

Настоятельная необходимость скорейшего внедрения в промышлен­ность процессов изомеризации и увеличения производительности дейст­вующих установок в первую очередь продиктована введением нового тех­нического регламента, ужесточающего технологические требования к ав­томобильным бензинам, включая ограничения по уровню давления насы­щенных паров, содержанию ароматических компонентов и, в частности, бензола.

Технология низкотемпературной изомеризации лёгких бензиновых фракций с получением из нормальных парафинов разветвлённых изомеров приобретает все большее значение в производстве моторных топлив. Про­цесс изомеризации извлекает из состава бензина низкооктановые лёгкие компоненты и вводит взамен их высокооктановые изомеры, которые не содержат бензола и имеют высокие значения октановых чисел.

Всё же, несмотря на высокое качество изомеризата, обеспечиваемое современными технологиями его получения, последние характеризуются серьёзными недостатками среди которых, следует особо выделить наличие сложных рециркуляционных схем. Необходимость использования послед­них обусловлена относительно низкой степенью конверсии при однократ­ном проходе сырья через аппарат и требует высоких эксплуатационных и капитальных затрат. Отмечено, что наличие значительных внешних рецик­лов и присутствия отдельных звеньев ХТС усложняет задачу обеспечения стабильного качества изомеризата.

Ключевое свойство совмещённых процессов состоит в возможности достижения высоких степеней конверсии сырья непосредственно в реак­ционно-массообменном аппарате. Для этого необходимо решение задачи газо-гидродинамики материальных потоков в реакционном аппарате с це­лью модернизации его конструкции. В результате численного моделирова­ния структуры потоков в реакторе были получены значения составляющих скорости, распределения давления и ряд других параметров, позволяющих оптимизировать обвязку и конструкцию внутренних устройств реактора. Таким образом, применение в процессах изомеризации принципа совме­щения позволит существенно сократить, либо вообще исключить, внешние рециклы, что в значительной степени приведёт к устранению недостатков, характерных для современных промышленных технологий, реализующих процесс изомеризации.