Preview

Kataliz v promyshlennosti

Advanced search
Open Access Open Access  Restricted Access Subscription or Fee Access

Improvement of mathematical model for catalytic reforming process with a stationary catalyst layer

https://doi.org/10.18412/1816-0387-2024-4-78-93

Abstract

A mathematical model that adequately describes the catalytic reforming process, the main industrial technology for producing high-octane components of motor fuels in Russia and abroad, is presented. The necessity to expand the existing transformations of gasoline-range hydrocarbons to develop a model for reforming various raw materials (gasoline fractions of thermodestructive processes, hydrocracking naphtha, gas condensate) is shown. Based on the results of the experimental studies by gas chromatography, as well as the calculations of thermodynamic parameters, an improved formalized reaction scheme different in reactions involving unsaturated hydrocarbon has been compiled. A kinetic model of the reforming process of the expanded gasoline fraction has been designed. To describe the kinetic model based on the formalized scheme of hydrocarbon transformations, the matrix method was used to make the model more flexible to the raw material composition.

About the Authors

I. V. Pchelintseva
OGE Academy, Tomsk
Russian Federation


E. N. Ivashkina
Federal State Autonomous Educational Institution for Higher Education National Research Tomsk Polytechnic University
Russian Federation


E. S. Chernyakova
Federal State Autonomous Educational Institution for Higher Education National Research Tomsk Polytechnic University
Russian Federation


D. B. Tazhmulikov
Federal State Autonomous Educational Institution for Higher Education National Research Tomsk Polytechnic University
Russian Federation


V. A. Chuzlov
Federal State Autonomous Educational Institution for Higher Education National Research Tomsk Polytechnic University
Russian Federation


References

1. Rahimpour M., Jafari M., Iranshah D. // Appl. Energy. 2013. №109 (с). P. 23.

2. World Oil Outlook 2023 Organization of the Petroleum Exporting Countries. URL: https://woo.opec.org/pdf-download/

3. Ancheyta J. Modeling and Simulation of Catalytic Reactors for Petroleum Refining. First Edition, John Wiley & Sond, Inc. Published, 2011. P. 313-367.

4. Белый А.С. // Катализ в промышленности. 2014. №5. С. 23-28.

5. Belyi A.S. // Kinet. Catal. 2005. №46. P. 684–692.

6. Lid T., Skogestad S. // J. Process Control. 2008. №18. P.320–331.

7. Hongjun Z., Mingliang S., Huixin W., Zeji L., Jiang H. // Pet. Sci. Technol. 2010. №28. P.667–676.

8. Syed A.A., Mohammed A.S., Mohammed A.A. // React. Kinet. Catal. Lett. 2006. №87. P.199–206.

9. Слинько М.Г. Основы и принципы математического моделирования каталитических процессов / М.Г. Слинько. - Институт катализа им. Г.К. Борескова. Новосибирск, 2004. – 488 с.

10. Krane H.G. // Proceeding of the V World Petroleum Congress. - N.Y., 1959. Sect. III. Paper IV. P. 39-46.

11. Smith R.B. // Chem. Eng. Progress. 1959. Vol. 55. № 6. P. 76-80.

12. Вольф А., Крамаж Е. // Химия и техн. топлив и масел. 1979. №12. С.10-16.

13. Ramage M.P., Graziani K.R., Krambeck F.J // Chem. Eng. Sci. 1980. Vol. 35. P. 41-48.

14. Wei J., Prater Ch.D. // Adv. Catal. 1962. Vol. 13. P. 203-392.

15. Островский Н.М., Соколов В.П., Аксенова Н.В., Лукьянов Б.Н. Кинетика риформинга бензиновых фракций и математическая модель процесса // Тез. докл. Всес. конференции "Химреактор-10". Тольятти, 1989. Ч. 1. С. 49-54.

16. Реутова О.А., Ирискина О.В. // Математ. структуры и моделирование. 2000. №5. С.82-89.

17. Arani H.M., Shokri S., Shirvani M. // Int. J. Chem. Eng. Appl. 2010. Vol. 1. №2. P. 159-164.

18. Hou W., Su H., Hu Y., Chu J. // Chinese J. Chem. Eng. 2006. Vol. 14. № 5. P. 584-591.

19. Elizalde I., Ancheyta J. // Applied Mathematical Modelling. 2015. V. 39. P.764-775.

20. Zagoruiko A.N., Belyi A.S., Smolikov M.D., Noskov A.S. // Catal. Today. 2014. 220-227. P. 168-177.

21. Дюсембаева А.А., Вершинин В.И. // Кинетика и катализ. 2019. Т. 60. № 1. С. 129–135.

22. Ancheyta J., Villafuerte E., Garcнa L., Gonzalez E. // Energy Fuels. 2001. 15. P.887–893.

23. Ivanchina E., Chernyakova E., Pchelintseva I., Poluboyartsev D. // Oil & Gas Science and Technology - Revue d’IFP Energies Nouvelles. 2021, №76, P. 64.

24. ГОСТ Р 52714-2018 – М.: Стандартинформ, 2018. – 11 с.

25. Хроматек. Каталог. Описание на хроматографы, спектрометры, хроматографические колонки, ЯМР-анализаторы, установки для анализа нефти и нефтепродуктов, узлы хроматографа, устройства ввода и расходные материалы для ГХ. Характеристики на газохроматографическое оборудование. Электронный источник / URL: https://chromatec.nt-rt.ru/images/showcase/Каталог%20Хроматек%204.pdf

26. Пчелинцева И.В., Чернякова Е.С., Красовская О.К., Кокшаров А.Г. // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. 10. С. 105-116.

27. Пчелинцева И.В., Чернякова Е.С., Ивашкина Е.Н., Красовская О.К. // Neftegaz.RU. 2023. №5. С. 41.

28. Сталл Д. Химическая термодинамика органических соединений: пер. с англ. / Д. Сталл, Э Вестрам, Г. Зинке. – Москва, 1971. – 809 с.


Review

For citations:


Pchelintseva I.V., Ivashkina E.N., Chernyakova E.S., Tazhmulikov D.B., Chuzlov V.A. Improvement of mathematical model for catalytic reforming process with a stationary catalyst layer. Kataliz v promyshlennosti. 2024;24(4):78-93. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0387-2024-4-78-93

Views: 235


ISSN 1816-0387 (Print)
ISSN 2413-6476 (Online)