Интеллектуальная система расчета процесса компаундирования товарных бензинов «Compounding»

Назначение:

Интеллектуальная система позволяет в условиях производства с высокой точностью проводить оценку детонационной стойкости смесевого бензина и оперативно рассчитывать оптимальную рецептуру смешения компонентов для получения товарных бензинов требуемой марки с целью минимизацией выхода некондиционных партий.

Краткое описание:

Интеллектуальная система «Compounding» обеспечивает выполнение следующих функций:

-   автоматизированная обработка результатов хроматографического анализа углеводородных потоков, вовлекаемых в процесс компаундирования товарного бензина, и перевод их в цифровой формат;

-   расчет детонационной стойкости и давления насыщенных паров компонентов товарных бензинов;

-   расчет влияния на детонационную стойкость бензина антидетонационных присадок и добавок-оксигенатов;

-   расчет оптимальной рецептуры смешения компонентов для получения товарного бензина, требуемой марки, отвечающего всем требованиям ГОСТ.

Конкурентные преимущества:

Учет межмолекулярных взаимодействий углеводородов бензиновой фракции в модели смешения позволяет прогнозировать октановые числа бензинов значительно более точно, чем аддитивные модели.

Правовая защита:

Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ:

№ 2011611975 «Программа расчета процесса компаундирования товарных бензинов с учетом механизма межмолекулярных взаимодействий компонентов смеси»;

№ 2011617933 «Программа расчета процесса приготовления высокооктановых бензинов с учетом механизма межмолекулярного взаимодействия углеводородов с высокооктановыми присадками».

Рисунок 1. Главное диалоговое окно компьютерной интеллектуальной системы «Compounding»

Рисунок 2. Диалоговое окно результатов расчета

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОМПАУНДИРОВАНИЯ ТОВАРНЫХ БЕНЗИНОВ

Повышение качества выпускаемых нефтепродуктов является одной из основных задач, стоящих на сегодняшний день перед отечественной нефтеперерабатывающей промышленностью. Большая роль в решении этой задачи отводится процессу компаундирования высокооктановых бензинов, как завершающему и наиболее ответственному этапу при формировании качественных и количественных показателей товарной продукции. Однако наличие большого числа вовлекаемых компонентов приводит к сложностям оптимизации данного процесса.

Прежде чем приступить к компаундированию, разрабатывают рецептуру бензина и технологию его приготовления. В настоящее время разработка рецептур смешения высокооктановых бензинов почти лишена научной базы.

На рынке программного обеспечения существует ряд коммерческих пакетов, таких как: Aspen PIMS, Blend Ratio Control (BRC) и Refinery and Petrochemical Modeling System (RPMS) и Blend Optimization and Supervisory System (BOSS), позволяющих оптимизировать использование сырьевых ресурсов цеха смешения [1, 2, 3].

Однако, несмотря на значительные достоинства подобных программ, применение их в ряде случаев затруднительно, ввиду того, что при проведении расчетов часто используются не фактические свойства тех или иных компонентов, а условные характеристики смешения, что может привести к значительным погрешностям расчетов.

Развитие производства бензинов связано со стремлением улучшить основное эксплуатационное свойство топлива – детонационную стойкость. Вместе с тем, основная трудность при расчете процесса компаундирования заключается в том, что детонационная стойкость не является аддитивным свойством. То есть октановые числа смешения потоков (ОЧС) не равняются сумме октановых чисел (ОЧ) отдельных компонентов, входящих в состав потоков.

Причиной отклонения является наличие межмолекулярных взаимодействий (ММВ) между углеводородами, входящими в состав бензинов. Установлено, что силы межмолекулярного взаимодействия определяющим образом зависят от полярности молекул компонентов бензиновой смеси.

В ходе работы, были установлены количественные закономерности между величиной полярности компонентов бензиновой смеси (дипольным моментом) и неаддитивностью октановых чисел смешения [4]. Однако неаддитивность при смешении проявляют не только углеводороды бензиновой фракции, но и добавки и присадки, вовлекаемые в процесс компаундирования, в силу их полярности. На основе механизма действия присадок, который заключается в разрушении пероксидов, была разработана математическая модель процесса компаундирования, учитывающая влияние антидетонационных присадок на прирост октанового числа базового бензина.

На основе разработанных математических моделей нами была создана и сертифицирована компьютерная моделирующая система расчета процесса компаундирования высокооктановых бензинов «Compounding», позволяющая рассчитывать детонационную стойкость, как отдельных потоков, вовлекаемых в процесс компаундирования бензинов, так и их смеси с присадками и добавками.

Литература

1.       Интернет ресурс: www.aspentech.com.

2.       Интернет ресурс: www.honeywell.com.

3.       Интернет ресурс: www.invensys.com.

4.       Киргина М.В., Иванчина Э.Д., Долганов И.М., Смышляева Ю.А., Кравцов А.В., Фан Ф. Моделирование процесса приготовления товарных бензинов на основе учета реакционного взаимодействия углеводородов сырья с высокооктановыми добавками // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. – 2012. – № 4. – С. 3–8.