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.