Фундаментальные математические модели процессов переработки нефтяного сырья в высокооктановые бензины и дизельное топливо

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-71-10015

НазваниеФундаментальные математические модели процессов переработки нефтяного сырья в высокооктановые бензины и дизельное топливо

Руководитель Ивашкина Елена Николаевна, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" , Томская обл

Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-220 - Математическое моделирование технических систем

Ключевые слова Интеллектуальная система, математическая модель, бензин, дизельное топливо, кинетика, моделирование, нефтепереработка, каталитический крекинг, алкилирование

Код ГРНТИ61.51.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Разработка новых способов производства экологически чистых моторных топлив невозможна без внедрения в практику математических моделей, построенных на основе фундаментальных знаний о кинетике и термодинамике процессов переработки нефти и обладающих прогностической способностью, что определяет актуальность проведения исследований в этом направлении. В настоящее время разработаны способы прогнозирования оптимальных режимов процессов переработки бензиновой, в меньшей степени дизельной фракции нефти, при изменении углеводородного состава перерабатываемого нефтяного сырья и активности катализатора. В то же время четко наметилась тенденция утяжеления добываемой нефти, что определяет необходимость совершенствования технологий глубокой переработки вакуумного газойля как путем разработки и применения высокоактивных и селективных катализаторов, так и оптимизацией условий их эксплуатации с использованием прогностических моделей. Конкретная задача, на решение которой направлен проект – разработка импортозамещающего программного продукта – интеллектуальной системы для управления, оптимизации и прогнозирования работы промышленных установок переработки нефти в высокооктановые бензины и дизельное топливо – на основе фундаментальных математических моделей взаимосвязанных процессов каталитического крекинга тяжелого нефтяного сырья (вакуумного газойля) и алкилирования изобутана олефинами, извлеченными из газов крекинга. Будут разработаны современные математические модели нестационарных процессов глубокой переработки нефти в качественные нефтепродукты с учетом тепломассопереноса и химического реагирования. Будет проведена верификация математических моделей и разработанных численных алгоритмов на модельных двумерных и трехмерных задачах. Впервые будут проведены численные исследования и выделены основные закономерности анализируемых физико-химических процессов нефтепереработки с учетом всех значимых факторов. В результате будут сформированы научно-обоснованные положения, отражающие возможности применения интеллектуальных систем для управления, оптимизации и прогнозирования работы промышленных установок переработки нефти. Для проведения численных исследований будут созданы собственные программные коды, ничем не уступающие известным прикладным пакетам в рамках решаемого класса задач. Появление таких собственных программных продуктов позволит в некоторой степени решить вопрос импортозамещения. Таким образом, настоящий проект направлен на разработку новых способов решения поставленных задач разработкой и применением интеллектуальных информационных систем, как сложных систем, объединяющих в себе методы информатики и инженерной деятельности, баз данных и баз знаний, а также программных кодов, которые строятся на основе прогностических моделей. Это позволяет проводить взаимосвязанные исследования и создавать конвергентные технологии, обладающие способностью к синергизму.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Назарова Г.Ю., Орешина А.А., Вымятнин Е., Сейтенова Г.Ж., Бурумбаева Г.Р. Vacuum distillate catalytic cracking technology modelling: feedstock and products composition and properties investigation Petroleum and Coal (год публикации - 2020)

2. Иванчина Э.Д., Ивашкина Е.Н., Долганова И.О., Чузлов В.А., Копычева У.Н., Иванчин Н. Predictive modeling of the kinetics of deactivation Of liquidphase alkylation of hydrocarbons processes Petroleum Science and technology (год публикации - 2020)

3. Назарова Г.Ю., Ивашкина Е.Н., Иванчина Э.Д., Орешина А.А., Вымятнин Е.К. Efficiency upgrading of vacuum gasoil catalytic cracking with gasoline and gas increasing by mathematical modeling Industrial & Engineering Chemistry Research (год публикации - 2020)

4. Ивашкина Е.Н., Иванчина Э.Д., Долганова И.О., Долганов И.М., Хакимов Р.А., Чузлов В.А., Беккер А.В. Developing of computer simulator of H2SO4-catalyzed benzene alkylation with alkenes Petroleum and Coal, Vol. 62(1).-P 84-91 (год публикации - 2020)

5. Назарова Г.Ю., Ивашкина Е.Н., Иванчина Э.Д., Орешина А.А., Вымятнин Е.К., Чузлов В.А., Долганов И.М. The forecasting of the catalytic cracking products yield depending on the feedstock composition and the catalyst activity Petroleum and Coal, Vol. 61(6). — 2019. (год публикации - 2019)

6. Г.Ю. Назарова, В.А. Чузлов, Э. Д. Иванчина, Е.Н. Ивашкина, У.Н. Копычева, И.О. Долганова Intellectual training-system of the process of catalytic cracking of heavy oils Petroleum and Coal, Vol.62(4). – 2020.– pp. 1250-1255 (год публикации - 2020)

7. Г.Ю. Назарова, Е.Н. Ивашкина, Э.Д. Иванчина, А.А. Орешина, Е.К. Вымятнин, Г. Бурумбаева Integrated mathematical modeling of catalytic cracking and zeolite-containing catalyst oxidative regeneration Petroleum Science and technology, Vol. 38 (12).– 2020. – Р. 754-762 (год публикации - 2020)
10.1080/10916466.2020.1779290

8. Г.Ю. Назарова, Е.Н. Ивашкина, Т.Ю. Шафран, А.А. Орешина, Г. Сейтенова Prediction of residue coke content and operating modes of regenerator in the catalytic cracking technology Petroleum Science and technology, Early Access: SEP 2020 (год публикации - 2020)
10.1080/10916466.2020.1825966

9. Г.Ю. Назарова, Е.Н. Ивашкина, Э.Д. Иванчина, А.А. Орешина, Е.К. Вымятнин A predictive model of catalytic cracking: feedstock-induced changes in gasoline and gas composition Fuel Processing Technology, 2021, 106720 (год публикации - 2021)
10.1016/j.fuproc.2020.106720

10. Ивашкина Е.Н., Иванчина Э.Д.,Долганов И.М.,Чузлов В.А.,Котельников А., Долганова И.О., Хакимов Р.А. Nonsteady-state mathematical modelling of H2SO4-catalysed alkylation of isobutane with alkenes Oil & Gas Science and Technology, 2021 (год публикации - 2021)
1294-4475

11. Назарова Г.Ю., Ивашкина Е.Н., Иванчина Э.Д., Восмериков А.В., Восмерикова Л.Н., Антонов А.В. A Model of Catalytic Cracking: Product Distribution and Catalyst Deactivation Depending on Saturates, Aromatics and Resins Content in Feed Сatalysts, 11(6), 701 (год публикации - 2021)
10.3390/catal11060701

12. Иванчина Э.Д., Ивашкина Е.Н., Долганова И.О.,Чузлов В.А., Копычева У.Н., Иванчин Н.Р. Predictive Modeling of the Kinetics of Deactivation of Liquid-Phase Alkylation of Hydrocarbons Processes Petroleum and Coal, 63(2): 447-454 (год публикации - 2021)

13. Иванчина Э.Д., Чузлов В.А., Иванчин Н.Р., Борисов А.,Сейтенова Г.Ж., Дюсова Р.М. Frame-Production Model of Petroleum Feedstocks Catalytic Processing for the Representation of Knowledge about Process Petroleum and Coal, 63(3): 668-673 (год публикации - 2021)

Публикации