Лабораторная работа. Исследование зависимости содержания кокса на циркулирующем шариковом катализаторе от других показателей качества на установке каталитического крекинга

Готовая лабораторная работа

Каталитический крекинг бензиновых фракций осуществляется на циркулирующем шариковом катализаторе. Катализатор последовательно проходит реактор Р-1 и регенератор Р-2. В реакторе Р-1 происходят реакции каталитического крекинга тяжелого газойля. В результате в числе продуктов получаются: углеводородный газ; бензин; легкий газойль; тяжелый газойль; кокс. В регенераторе Р-2 выжигается кокс, содержащийся на катализаторе посредством подачи воздуха. Чем больше кокса будет удалено из катализатора крекинга в регенераторе, тем выше степень конверсии и выход целевого продукта процесса – бензина каталитического крекинга.

Имеются следующие показатели качества циркулирующего катализатора, контроль которых осуществляется в аналитической лаборатории:

·       насыпной вес (г/см³);

·       содержание кокса на катализаторе (% масс.);

·       фракционный состав (% масс.);

·       общая удельная поверхность катализатора (м²/г);

·       удельная поверхность матрицы катализатора (м²/г).

В качестве обобщенного показателя фракционного состава катализатора необходим показатель, характеризующий степень распределения частиц катализатора по размерам. Для этих целей использовался следующий показатель [Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. – М.: Наука, 2006]:

где H(x) – степень распределения частиц катализатора по размерам (энтропия); p(i) – содержание i-той фракции в катализаторе (вероятность), масс. доли; n – количество фракций катализатора.

Кроме информационной энтропии для анализа фракционного состава катализатора можно использовались расчетные показатели: средний радиус зерна катализатора; средняя площадь поверхности катализатора; средний объем катализатора и т.п.

Известно, что содержание кокса на зерне катализатора является функцией диаметра этого зерна и общей удельной поверхности катализатора. Кроме того, между насыпным весом катализатора и фракционным составом катализатора также имеется устойчивая связь.

Индивидуальное задание заключается в следующем:

1. Ознакомиться с технологическим регламентом установки каталитического крекинга.

2. Ознакомиться со стандартами предприятия на показатели качества продукции для установки каталитического крекинга.

3. Ознакомиться с презентацией об установке каталитического крекинга в файле “Каталитический крекинг.ppt”.

4. Ознакомиться с исходными данными в файле “Фракционный состав2012.xls”.

5. Построить диаграмму причин и результатов по показателю качества содержание кокса на катализаторе.

6. Построить контрольные карты Шухарта (X), (X-R), (X-S) для показателей качества катализатора: содержание кокса на катализаторе; насыпной вес катализатора; общая удельная поверхность катализатора; удельная поверхность матрицы катализатора; степень распределения частиц катализатора по размерам (энтропия); средний радиус зерна катализатора; средняя площадь поверхности катализатора; средний объем катализатора.

7. Построить гистограммы по месяцам для следующих показателей качества катализатора: содержание кокса на катализаторе; насыпной вес катализатора; общая удельная поверхность катализатора; удельная поверхность матрицы катализатора; степень распределения частиц катализатора по размерам (энтропия); средний радиус зерна катализатора; средняя площадь поверхности катализатора; средний объем катализатора.

8. Построить диаграммы разброса (рассеивания) содержания кокса на катализаторе в зависимости от других показателей качества катализатора. На диаграммах добавить линии трендов с уравнением и коэффициентом корреляции.

9. Выполнить FMEA-анализ для технологического процесса каталитического крекинга.

10. Оформить и защитить отчет.