Статья посвящена анализу существующих кинетических моделей термического пиролиза. Представлен механизм коксообразования в процессе пиролиза, включающий несколько способов формирования кокса. Рассмотрены модели пиролиза с учетом коксообразования и без него. Также приведены модели, которые описывают только образование кокса во время термического пиролиза. В ходе обзора выявлена недостаточность исследований о влиянии ингибитора на кинетику коксообразования в процессе пиролиза.
Идентификаторы и классификаторы
Термический пиролиз углеводородного сырья является неотъемлемой частью любого нефте- и газохимического производства [1]. В ходе процесса образуются ценные продукты – легкие непредельные олефины, такие как этилен и пропилен, которые широко используются для получения полимерных материалов.
Список литературы
1. Каратун О. Н., Горбунова С. А. Пиролиз. Состояние и перспективы развития // Научный журнал Российского газового общества. 2024. № 3(45). С. 120–127.
2. Карпов А. Б., Кондратенко А. Д., Козлов А. М., Жагфаров Ф. Г. Влияние ингибиторов на коксообразование и содержание ароматических углеводородов в тяжелой смоле пиролиза // Газовая промышленность. 2016. № 2(734). С. 41–44.
3. Андреева М. М. Коксообразование при пиролизе углеводородного сырья // Вестник Казанского технологического университета. 2014. № 2. С. 279–280.
4. Kucora I., Paunjoric P., Tolmac J., Vulovic M., Speight J. G., Radovanovic L. Coke formation in pyrolysis furnaces in the petrochemical industry // Petroleum Science and Technology. 2017. Vol. 35, No. 3. P. 213–221.
5. Towfighi J., Sadrameli M., Niaei A. Coke Formation Mechanisms and Coke Inhibiting Methods in Pyrolysis Furnaces // Journal of chemical engineering of Japan. 2002. Vol. 35, No. 10. P. 923–937.
6. Zhang J., Van de Vijver R., Amghizar I., Reyniers M. F., Van Geem K. Combined Catalytic and Pyrolytic Coking Model for Steam Cracking of Hydrocarbons // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2022. Vol. 61. P. 3917–3927.
7. Ren Y., Guo G., Liao Z., Yang Y., Sun J., Jiang B., Wang J., Yang Y. Kinetic modeling with automatic reaction network generator, an application to naphtha steam cracking // Energy. 2020. Vol. 207. P. 1–31.
8. Mei H., Cheng H., Wang Z., Li J. Molecular characterization of petroleum fractions using state space representation and its application for predicting naphtha pyrolysis product distributions // Chemical Engineering Science. 2017. Vol. 164. P. 81–89.
9. Wang X., Zhang Y., Wang Z., Tang L. Naphtha Pyrolysis Process Modeling Based on Ensemble Learning with LSSVM // Computer Aided Chemical Engineering. 2018. Vol. 44. P. 2035–2040.
10. Sabbe M. K., Van Geem K. M., Reyniers M. F., Marin G. B. First Principle-Based Simulation of Ethane Steam Cracking // American Institute of Chemical Engineers. 2011. Vol. 57, No. 2. P. 482–496.
11. Ranjan P., Kannan P., Shoaibi A., Srinivasakannan C. Modeling of Ethane Thermal Cracking Kinetics in a Pyrocracker // Chemical Engineering & Technology. 2012. Vol. 35. P. 1093–1097.
12. Gündür S. Rate-based modeling of steam ethane cracker. M.S. – Master of Science. Ankara: Middle East Technical University, 2015. 110 p.
13. Van Geem K. M. Kinetic modeling of the pyrolysis chemistry of fossil and alternative feedstocks // Computer Aided Chemical Engineering. 2019. Vol. 45. P. 295–362.
14. Metcalfe W. K., Burke S., Ahmed S. S., Curran H. J. A Hierarchical and Comparative Kinetic Modeling Study of C1−C2 Hydrocarbon and Oxygenated Fuels // International Journal of Chemical Kinetics. 2013. Vol. 45(10). P. 638–675.
15. Бунаев А. А., Долганов И. М., Долганова И. О. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022668231. Российская Федерация. Цифровая математическая модель процесса пиролиза углеводородного сырья с учетом его механизма протекания, физико-химических закономерностей и накопления кокса: № 2022665569; заявл. 18.08.2022; опубл. 04.10.2022.
16. Kwon H., Do T. N., Won W., Kim J. An optimization model for the market-responsive operation of naphtha cracking process with price prediction // Chemical Engineering Research and Design. 2022. Vol. 188. P. 681–693.
17. Wauters S., Marin G. Computer generation of a network of elementary steps for coke formation during the thermal cracking of hydrocarbons // Chemical Engineering Journal. 2001. Vol. 82. P. 267–279.
18. Barza A., Mehri B., Pirouzfar V. Mathematical Modeling of Ethane Cracking Furnace of Olefin Plant with Coke Formation Approach // International Journal of Chemical Reactor Engineering. 2018. Vol. 16, No. 9. P. 20170243.
19. Li H., Wang X., Li T., Song Q., Yang Z., Zhang W., Zhang J., Wang Z. A transient coking model of hydrocarbon pyrolysis in hot pipe based on RPM analogy // Chemical Engineering Science. 2023. Vol. 269.
20. Aerssens J., Pappijn Cato A.R., Van de Vijver R., Van Geem K.M. Steam cracking of sulfur containing compounds: A fundamental modelling study // Chemical Engineering Journal. 2024. Vol. 485.
21. Karpov A. B., Zhagfarov F. G., Gyulmaliev A. M. Assessment of Kinetic Indicators of Coke Formation in the Course of Steam Cracking with the Use of Inhibitors // Solid Fuel Chemistry. 2023. Vol. 57, No. S1. P. 6–11.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Представлен краткий анализ технического состояния распределительных газопроводов Республики Беларусь. В работе выделены признаки и виды аварийности распределительных газопроводов, а также рассмотрены возможные меры по предотвращению и ликвидации аварий. Показано, что мониторинг показателей, характеризующих длительную надежность сетевых трубопроводов, должен реализовываться на этапе проектирования и строительства. Такой подход обеспечивает возможность точной оценки остаточного ресурса, оперативного и качественного проведения ремонтных и профилактических работ, что напрямую влияет на надежность и безопасность эксплуатации стареющих трубопроводов. Целью работы является оценка текущего технического состояния распределительных газопроводов Республики Беларусь и выявление оптимальных подходов к повышению их надежности и безопасности в условиях прогрессивного старения. В ходе исследования было установлено, что распределительные газопроводы, эксплуатируемые в благоприятных условиях, демонстрируют минимальные изменения своих технических характеристик со временем, что позволяет обоснованно продлевать срок их эксплуатации. Определено, что продление срока эксплуатации может привести к повышению риска возникновения дефектов различного происхождения и реализации аварийных сценариев в будущем. Предложены меры по снижению указанных рисков за счет развития системы контроля и надзора за техническим состоянием стареющих распределительных газопроводов Республики Беларусь, определены необходимые изменения в действующую систему мониторинга технического состояния, реализованную в рамках государственной системы контроля и надзора.
Коррозия – это острая проблема газовой отрасли. Оборудование газоперерабатывающих заводов подвержено внутренней коррозии, которую усиливает наличие диоксида углерода и сероводорода в газовой фазе. Усиливающим коррозию фактором для оборудования является эрозионный и механический износ.
Убытки, причиняемые коррозией в газовой отрасли, оцениваются в миллиарды рублей, включая затраты, вызванные преждевременным выходом оборудования из строя, замену оборудования, производственные убытки, расходы на защиту окружающей среды, штрафы. Задача продлить срок службы и обеспечить надежную эксплуатацию статического и динамического оборудования, обеспечить непрерывность технологического процесса и производства запланированной продукции, контролировать риски, связанные с коррозией, не теряет актуальности.
Для снижения рисков нестабильной работы всей технологической цепи необходим постоянный мониторинг коррозионных и эрозионных процессов. Это позволяет снизить непредвиденные расходы на ремонт и замену оборудования, выявляемые по результатам диагностики в период выхода в ремонт технологического оборудования, затраты, увеличивающие объем ремонта технологического оборудования, оплату экспертизы промышленной безопасности оборудования, отодвигающие вправо сроки выхода оборудования из ремонта.
Квалифицированный подбор коррозионностойких сплавов и антикоррозионных мероприятий позволяет при эксплуатации оборудования в напряженных условиях в рабочих агрессивных средах продлить установленные заводами-изготовителями сроки эксплуатации газоперерабатывающего оборудования без значительного увеличения затрат на его крупноузловой ремонт и замену.
Приведены примеры успешного выбора материального исполнения оборудования и антикоррозионных мероприятий для снижения коррозионных рисков для оборудования газопереработки в агрессивных сероводородсодержащих средах.
В статье проведено сравнение технологий сжижения природного газа APCI C3MR/Split MR и «Арктический каскад», реализованных на заводе «Ямал СПГ». Предложена методика выбора оптимальной технологии сжижения природного газа для технологических линий на основаниях гравитационного типа с ограниченной площадью застройки. Методика сравнения учитывает также климатические условия и технические характеристики динамического оборудования. По результатам сравнения циклов сжижения природного газа, выполненного с помощью стандартного программного обеспечения, показано, что технология «Арктический каскад» обладает определенными преимуществами для Арктического региона.
В рамках модернизации Московского НПЗ АО «Газпромнефть-МНПЗ» (МНПЗ) планируется строительство установки замедленного коксования, побочным продуктом которой будут являться углеводородные газы. Их квалифицированное использование позволит повысить рентабельность основного производства, получить дополнительное количество высокомаржинальной товарной продукции и снизить выбросы в окружающую среду. В работе рассматривается возможность применения критериального анализа на первичной стадии проработки и определения возможных направлений использования газов с установки замедленного коксования МНПЗ для выработки высокомаржинальной товарной продукции или полупродуктов с целью дальнейшей переработки.
В статье проанализировано современное состояние технологий переработки забалластированного азотом природного газа. Рассмотрены такие технологии, как криогенная ректификация, абсорбция и адсорбция, мембранное разделение. Представлены достоинства и недостатки каждого подхода с точки зрения технико-экономических показателей и энергоэффективности. Кроме того, проанализированы комбинированные технологии, которые объединяют несколько методов для достижения наилучших результатов в отделении азота от забалластированного газа. Освещены ключевые тенденции в развитии технологий переработки забалластированного газа и даны рекомендации по выбору оптимальных решений в зависимости от содержания азота в сырье.
В н астоящее в ремя о сновными м етодами получения оксидов этилена и пропилена являются каталитические процессы. В статье рассмотрена возможность применения некаталитического газофазного процесса оксикрекинга легких алканов для получения данных оксидов. Показано, что при газофазном окислении изменение начальных условий и концентрации реагентов позволяет варьировать состав конечных продуктов в широком диапазоне. Кинетическим моделированием данного процесса установлена возможность получения заметного выхода оксидов этилена и пропилена при сопряженном окислении пропан-этиленовых смесей при температурах 550–950 К и давлениях 1–5 атм.
Лено-Анабарский регион расположен в северной краевой части Сибирской платформы, в пределах которой существуют предпосылки открытия новых крупных нефтяных месторождений.
Целью исследования является оценка сохранения залежей в древней (докембрийской) системе ловушек, связанной с осадочными отложениями базального структурно-формационного комплекса, содержащего пласты песчаников.
Для этого проанализированы процессы заполнения ловушек нефтью и газом, а также учтено влияние тектонической перестройки региона на переформирование существующих структур.
В результате сравнения с южной частью Сибирской платформы и анализа истории геологического развития показано, что последующая, относительно молодая система структур сформировалась в мезозойско-кайнозойский этап геологического развития региона и не содержит крупных скоплений углеводородов, что доказывается результатами поискового бурения. Формирование молодой системы ловушек обусловлено структурной перестройкой краевой части платформы. Поскольку миграция углеводородов осуществлялась начиная с рифея и продолжалась в течение всего палеозоя, следовательно, заполнялись ловушки первой генерации. Органическое вещество в верхнепалеозойско-мезозойских осадочных отложениях находится на сравнительно низких градациях катагенеза, что определяет его локальный характер. В результате чего перспективной в нефтегазоносном отношении на территории Лено-Анабарского региона является древняя система ловушек.
Интерпретация геолого-геофизических данных, освещающих строение Южно-Карской впадины, позволяет предполагать, что в ее строении участвуют глубинные соляные криптодиапиры. Они представляют собой крупноамплитудные (до 10 км) изометричные столбообразные поднятия, разделенные глубокими мульдами, содержащими галокинетические последовательности (слои роста). Анализ регионального геологического контекста свидетельствует о вероятном позднеордовикском возрасте солей. Криптодиапиры определяют морфологию антиклинальных поднятий в юрско-меловом интервале разреза, с которым связаны крупные запасы газа. Соляные диапиры, вероятно, фокусировали поток углеводородов в залежи меловых отложений из подстилающих толщ. Предлагаемая интерпретация глубинного строения Южно-Карской впадины позволяет прогнозировать новые типы залежей газа, прямо или косвенно связанные с криптодиапирами.
Уточнение границ распространения и условий накопления осадочных комплексов является необходимым условием для прогнозирования перспективных объектов на нефть и газ, при этом наиболее достоверные результаты могут быть получены только при комплексировании сейсмических и скважинных данных. В работе проведен обзор истории геологического развития Восточного Предкавказья, также на основании проанализированных данных показано, что юрские отложения Восточного Предкавказья развиты фрагментарно и имеют достаточно сложные границы распространения. Сделан вывод, что условия накопления юрского осадочного комплекса изменялись от континентальных в раннеюрское время до мелководно-морских в средне-верхнеюрское время, а обстановки осадконакопления приурочены к трансгрессивным циклам, что подтверждается ритмичным залеганием песчаников и глинистых аргиллитов.
Издательство
- Издательство
- РОССИЙСКОЕ ГАЗОВОЕ ОБЩЕСТВО
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 119261, г Москва, р-н Раменки, Ломоносовский пр-кт, д 7 к 5
- Юр. адрес
- 119261, г Москва, р-н Раменки, Ломоносовский пр-кт, д 7 к 5
- ФИО
- Исаков Николай Васильевич (ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- Контактный телефон
- +7 (___) _______
- Сайт
- https://gazo.ru/ru/