Новости

В Томске нашли способ получить больше топлива из нефти с помощью математики

23 ноября 2022

Один из главных этапов нефтепереработки — каталитический крекинг. При крекировании (англ. cracking, crack — расщеплять) тяжелые нефтепродукты вроде мазута расщепляют на более ценные — светлые. В результате из тяжелых продуктов получают компоненты для моторного топлива (бензин, газолин) и нефтехимии (этилен, пропилен).

Сегодня из нефти получают намного больше светлых продуктов, перерабатывая тяжелые темные фракции на специальных установках

Процесс каталитического крекинга протекает при нагреве сырья до 220–260 градусов Цельсия. Затем его пропускают через еще более горячий катализатор (химическое вещество, ускоряющее реакцию, в данном случае — природные алюмосиликаты, оксиды алюминия) и направляют в лифт-реактор. Там нагретое вещество смешивается с частицами катализатора уже при температуре 500 градусов Цельсия, и тяжелые молекулы углеводорода распадаются на легкие. Продукты реакции очищают от катализатора, выделяя полезные смеси: компоненты высокооктанового бензина, легкий газойль, жирные газы. Так получают топливо с более высоким октановым числом.

Для каталитического крекинга необходимо учитывать целый комплекс сложных физико-химических реакторных процессов. Математические модели для этого и создали ученые Томского политеха. Например, гидродинамическая 3D-модель лифт-реактора позволяет прогнозировать направление потоков сырья внутри аппарата с учетом гидродинамики, распределения скоростей и температур.

Чем больше реакций происходит при переработке, тем быстрее частицы катализатора покрываются коксом и постепенно теряют свои соединительные способности. Чтобы продлить «срок действия» катализатора, его окисляют. Еще одна модель, построенная томскими математиками, определяет наиболее эффективный вид катализатора для крекинга.

По мнению томских политехников, созданные модели помогут проектировать и рассчитывать многоуровневый процесс каталитического крекинга без экспериментов на настоящих установках. Модели также станут основой для отечественного программного обеспечения, используемого для оптимизации процессов глубокой переработки нефти.

1
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также
Образцы керна из исследовательского центра «Геосфера»

Эксперт по недропользованию Михаил Яковлев рассказал, как единые стандарты сохранения керна помогут геологоразведке

1 мин. чтения
Эксперт по цифровым технологиям «Газпром нефти» Даниил Воробьев

Цифровой детокс: как разгрузить мозг и ощутить жизнь по-новому

3 мин. чтения

Там, где нет розетки: ученые испытали российскую мини-электростанцию для удаленных месторождений

1 мин. чтения
Уголь супер-герой на фоне металлургического завода

Как «запеченный» уголь стал основой сталелитейной промышленности

3 мин. чтения
Теплоэлектростанция в Китае. Фото: Shutterstock

В Китае впервые запустили электростанцию на «коктейле» из водорода и угля 50/50

1 мин. чтения
Хранилища для сжиженного природного газа. Фото: Shutterstock

Первый в России комплекс для испытаний компрессоров для сжиженного природного газа заработал в Татарстане

1 мин. чтения

Керн все расскажет: в России обновили правила работы с образцами пород при геологоразведке

2 мин. чтения
Сотрудники центра управления бурением. Изображение сгенерировано нейросетью

Подземный навигатор: в России создали систему для бурения скважин без остановок на проверку

1 мин. чтения
Аквалангист-исследователь изучает тайны океанического дна

«Инопланетные» кальмары и кораллы-«металлисты»: как геологи помогли биологам раскрыть тайны океанов

3 мин. чтения
Фото: Magnific

«Сладкая энергия»: в Бразилии начали тестировать электростанцию на сахарном тростнике

1 мин. чтения