Determining the optimal parameters of the hydrostabilization process of pyro-condensate in the presence of a nickel-chrome catalyst with the method of mathematical statistics

Е.А. Гусейнова; Г.С. Хасанов

doi:10.15330/pcss.25.2.333-337

Автор(и)

Е.А. Гусейнова Азербайджанський державний університет нафти і промисловості, Баку, Азербайджан
Г.С. Хасанов Азербайджанський державний університет нафти і промисловості, Баку, Азербайджан

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.25.2.333-337

Ключові слова:

гідрогенізація, гідростабілізація, піроконденсат, каталізатор, матриця планування експерименту, оптимізація, статистика

Анотація

Метою роботи було отримання математичних статичних оцінок впливу різних факторів на ступінь гідростабілізації піроконденсату, отриманого при піролізі прямогонного бензину, та спроба визначення найбільш оптимального режиму процесу. Отримані раніше експериментальні дані дозволили визначити необхідний для ефективної гідростабілізації піроконденсату діапазон температур, тривалість, об’єм каталізатора та співвідношення водню та вихідної сировини, що дозволило звузити діапазон варіювання параметрів процесу. При цьому ставилася задача знайти оптимальні умови, що забезпечують максимальний ступінь гідрогенізації конденсату. Планування експерименту проводили за схемою повного факторіалу 2⁴. Параметри, від яких залежить процес гідростабілізації піроконденсату, наступні: Т – температура досліду; τ – тривалість досліду; V_кат – об’єм каталізатора; H2:C – співвідношення водню до сировини. За результатами активного експерименту, проведеного методами математичного планування, визначено основну роль змінних факторів, отримано математичну модель і оптимальний режим піротехніки. Визначено процес гідростабілізації конденсату за наявності нікель-хромового каталізатора: температура - 80°С, співвідношення об'єму водню до сировини 0,3, об'єм каталізатора – 5 см³, тривалість процесу - 120 хв. Найбільший вплив на ступінь гідрогенізації піроконденсату має температура. Порівняння результатів математичного моделювання із експериментальними даними свідчить про низьку розбіжність (0,8% відн.) та підтверджує достовірність розрахунків з використанням отриманого рівняння регресії.

Посилання

I.V. Grebennikova, Methods of mathematical processing of experimental data: teaching aid (Ural Publishing House. un-ta Yekaterinburg, 2015).

V.V. Kafarov, Methods of Cybernetics in Chemistry and Chemical Technology, Textbook for High Schools (Chemistry, 1985).

S.L. Akhnazarova, V. V. Kafarov, Methods for optimizing experiments in chemical technology, Textbook for universities (Vyssh.shk., 1985).

L.P. Ruzinov, R.I. Slobodchikova. Planning an experiment in chemistry and chemical technology, Textbook for universities (Chemistry, 1980).

R. A. Fisher, Statistical Methods for Researchers, transl. from English (1958).

Ch. R. Hicks, Basic principles of experiment planning, trans. from English (1967).

S. V. Zvonarev, Fundamentals of mathematical modeling, textbook (Ural Publishing House. un-ta, Yekaterinburg , 2019).

M. Rashidi, M. Nikazar, M. Rahmani, Z. Mohamadghasemi, Kinetic modeling of simultaneous dehydrogenation of propane and isobutane on Pt-Sn-K/Al2O3 catalyst, Chem Eng Res Des, 95, 239 (2015); https://doi.org/10.1016/j.cherd.2014.11.002.

I.M. Gerzeliev, D.A. Shavaleev, A.M. Gyul'maliev, Quantum-chemical simulation of the benzene alkylation reaction with ethane on H-ZSM-5 catalyst, Pet Chem, 57, 424 (2017); https://doi.org/10.1134/S0965544117050048.

D. Wang, C.M. Wang, W.M. Yang, Three-dimensional kinetic trends in zeolites catalyzed benzene ethylation reaction: a descriptor-based DFT study coupled with microkinetic modeling, ACS Catal, 10, 1652 (2020); https://doi.org/10.1021/accatal.9b04556.

A.V. Kravtsov, E.D. Ivanchina, E.N. Ivashkina and others. Mathematical modeling of catalytic processes for the processing of hydrocarbon raw materials, Catalysis in industry, 6, 41 (2008).

N. A. Samoilov, Mathematical modeling and optimization of diesel fuel hydrotreating process, Theoretical foundations of chemical technology, 55(1), 99 (2021).

V. Martinez-Luaces, Chemical Kinetics and Inverse Modeling Problems. In V. Patel (Ed.), Chemical Kinetics, Croatia: In Tech Open Science. Available at the web page: http://www.intechopen.com/books/chemical-kinetics/chemical-kinetics-and-inverse-modelling-problems (2012).

E.A. Guseinova, K.Yu. Adzhamov, S.R.Safarova, Kinetic parameters of formation of oxygen-containing compounds in the vacuum gas oil oxycracking process, Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, 129, 925 (2020); https://doi.org/10.1007/s11144-020-01725-8.

E.A. Guseinova, K. Yu. Adzhamov, L. A. Mursalova & S. R. Safarova, Formation kinetics of hydrocarbon compounds in the vacuum gas oil oxycracking process, Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis, 131, 57 (2020); https://doi.org/10.1007/s11144-020 -01831-7.

E.A. Guseinova, R. A. Ismayilova, and R. J. Ibadova, Hydrostabilization of Straight-Run Naphtha Pyrocondensate in the Presence of a Nickel–Chromium Catalyst, Petroleum Chemistry, 752 (2022); https://doi.org/10.1134/S0965544122050115.

E.A. Guseinova, R.C.Ibadova, K.Y.Ajamov, Hydrogenation of light pyrolysis resin with the participation of a nickel-chromium catalyst "Geotechnological problems of oil, gas and chemistry" SRI Scientific Works, p. 202.