Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Берберов Али Бурханович

Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования
<
Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Берберов Али Бурханович. Прогнозирование активности биметаллических катализаторов с использованием методов компьютерного моделирования: диссертация ... кандидата технических наук: 02.00.13 / Берберов Али Бурханович;[Место защиты: Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И. М. Губкина].- Москва, 2016.- 125 с.

Содержание к диссертации

Введение

1. Обзор литературы 8

1.1 Синтез Фишера-Тропша 8

1.2 Окисление олефинов 25

1.3 Квантово-химические методы расчета структур 33

1.4 Применение хемометрических методов для катализа 36

Заключение к 1 главе 42

2. Объекты и методы исследования 43

2.1 Рентгенофлуоресцентный анализ 43

2.2 Обработка сигналов 46

2.3 ИК-Фурье спектрометрия 50

2.4 Компьютерное моделирование и визуализация 52

2.5 Плазмохимические методы 56

2.6 Лабораторное оборудование 61

Заключение ко 2 главе 63

3. Применение методов компьютерного моделирования 64

3.1 Хемометрический анализ спектров компонентов каталитических систем 64

3.2 Компьютерное моделирование компонентов каталитических систем 72

Заключение к 3 главе 79

4. Синтез и тестирование катализаторов 80

4.1 Качественный эффект комбинации металлов в составе катализатора Фишера-Тропша 82

4.2 Плазмохимический метод синтеза 89

4.3 Качественный эффект комбинации металлов в составе катализатора окисления углеводородов 97

4.4 Количественный эффект оптимизации содержания промотора в составе катализатора Фишера-Тропша 103

Заключение к 4 главе 105

5. Расчет экономической эффективности 106

Заключение к 5 главе 111

Выводы 112

Список литературы 113

Окисление олефинов

Промоторы – это модифицирующие добавки, которые вводят в состав катализатора для достижения высокой активности, селективности и стабильности. Промоторы сами по себе как правило не обладают каталитической активностью, но улучшают свойства катализатора при добавлении к нему.

Известно [12], что добавление в катализатор оксидов щелочных металлов, называемых «электронными промоторами», увеличивает теплоту адсорбции СО и уменьшает теплоту адсорбции Н2. Это ускоряет реакции, в которых расходуется СО: растет средняя молекулярная масса продуктов, падает метанообразование, увеличивается соотношение алкены/алканы, растет выход кислородсодержащих продуктов. Щелочные промоторы увеличивают подвижность молекулы СО на поверхности носителей типа SiO2, TiO2, что усиливает влияние носителя на каталитические свойства. Они также, по-видимому, активируют молекулу СО, изменяя энергию связи С–О и увеличивают миграционную способность молекулы [20].

В некоторых работах [20] сообщается о возможности промотирования кобальтовых катализаторов солями натрия. Ослабление гидрирующей активности металла при добавлении ионов натрия вызвало образование карбидной фазы на поверхности контактов.

Структурные промоторы увеличивают поверхность катализатора, повышая дисперсность металла [26]. Для увеличения активной поверхности Со– катализаторов часто используют добавки трудновосстанавливаемых оксидов металлов (MnO2, ZrO2, Cr2O3, HfO2, MgO, Al2O3, TiO2 и другие). Добавление 2–6% MnO2, Cr2O3, HfO2 или ZrO2 к катализатору 30%Co/SiO2, приготовленному пропиткой, приводит к существенному увеличению выхода жидких углеводородов. Добавка структурных промоторов может привести к значительному увеличению выхода высокоплавких парафинов — синтетических церезинов. В работе Лапидуса А.Л. [27] изучено влияние модифицирования оксидами Al2O3, Cr2O3, ZrO2 катализатора 10%Co/SiO2 на основные показатели синтеза Фишера–Тропша. Количество промотора варьировали от 0 до 15 масс.%.

Также в [28] установлено увеличение активности катализаторов 20%Co/SiO2, приготовленных различными методами, при их промотировании добавками 0,7, 1,4 и 8,5% ZrO2. Приготовление образцов совместной пропиткой солями Co и Zr обеспечивало максимальную дисперсность Co. Наиболее активен катализатор, полученный последовательной пропиткой. Отмечено, что образцы с большим содержанием ZrO2 (8,5%) более селективны в отношении образования жидких углеводородов. Повышение активности катализатора также наблюдается при промотировании контакта Co/SiO2 оксидом MnO2. Подобное промотирование приводит к появлению на поверхности катализатора фазы смешанной шпинели, имеющей состав (Co1-хMnх)3O4.

Оксиды редкоземельных элементов также в ряде случаев улучшают каталитические свойства Co–катализаторов. Их присутствие снижает кислотность носителя. Кроме того, они ускоряют диссоциацию СО.

В качестве промоторов Со–катализаторов синтеза углеводородов могут быть также использованы оксиды лантаноидов и актиноидов [29]. Их влияние выражается в увеличении выхода углеводородов изостроения, а также в повышении стабильности катализаторов и их селективности в отношении образования алкенов.

Помимо оксидных промоторов для повышения активности Со-катализаторов синтеза Фишера–Тропша могут быть использованы также металлические промоторы (обычно благородные металлы VIII группы). Введение в состав кобальтовых катализаторов даже сотых долей процента благородного металла приводит к существенному изменению их каталитических и физико-17 химических свойств. Благородные металлы обладают способностью адсорбировать водород в атомарном состоянии, вследствие чего при их добавлении к Со–катализаторам за счет происходит более легкое восстановление оксидов кобальта на поверхности контакта. Это приводит к значительному повышению активности данных каталитических систем.

Например, введение добавок 0,1-0,7% Pd, Ru в катализаторы 10%Со/Al2О3 и 10%Со/SiO2 позволило повысить конверсию СО (для Со–Pd-контакта К (СО) 80%) и выход углеводородов С5+ (до 95-97 г/м3) по сравнению с исходным Со-катализатором (В (С5+) = 55 г/м3, К (СО) = 70%). Кобальто-рутениевые образцы отличались высокой селективностью в отношении образования жидких продуктов (более 80%) [30].

Со–катализаторы с добавками благородных металлов также имеют большой срок службы на промышленных установках. Они могут быть регенерированы в процессе работы без вывода из реактора. Так, дезактивированный контакт Со-Ru/ТiO2 (Со/Ru = 10-400) регенерируется водородом при 160-200С, при этом активность катализатора восстанавливалась на 90% [31].

Компьютерное моделирование и визуализация

Компьютерное моделирование и визуализация осуществлялись при помощи программы USPEX. Код этой программы основан на эффективном эволюционном алгоритме с возможностью использования альтернативных методов (рандомизированная выборка, метадинамика, PSO алгоритмы). USPEX совместим с различными DFT и классическими кодами, такими как VASP, SIESTA, GULP, Quantum Espresso, CP2K, CASTEP, LAMMPS и другими.

Поиск наиболее устойчивой биметаллической структуры сводится к вычислению состояния вещества, обладающего наименьшей энергией. Энергия в данном случае является функцией электромагнитного взаимодействия ядер и электронов атомов, из которых состоит исследуемая структура. Расчет энергии проводится с помощью квантово-механических вычислений, основанных на упрощенном уравнении Шредингера.

В алгоритме USPEX применяется теория функционала плотности, получившая развитие во второй половине 20 века. Ее основная цель заключается в упрощении расчетов электронной структуры молекул и кристаллов. Теория позволяет заменить многоэлектронную волновую функцию электронной плотностью, при этом оставаясь формально точной (в действительности приближения оказываются неизбежными). На практике это приводит к уменьшению сложности вычислений и, как следствие, затрачиваемого времени. Таким образом, квантово-механические расчеты сочетаются с эволюционным алгоритмом в USPEX (рисунок 5).

С помощью данной программы в разное время были открыты следующие феномены химии высоких давлений: существование фазы прозрачного натрия со свойствами диэлектрика [107]; новые хлориды натрия различной стехиометрии [108]; метастабильные структуры углерода [109] и другие. Рисунок 5 - Схема эволюционного алгоритма [110] На рисунках 6 и 7 проиллюстрированы механизмы наследования и мутирования. В первом случае из фрагментов исходных структур генерируется новая структура, которая в дальнейшем может релаксироваться с достижением еще меньшего значения энтальпии образования. Во втором случае фрагменты исходной структуры меняют расположение друг относительно друга. Рисунок 6 - Механизм «наследования»: из «родительских» структур образуется оптимизируемая «дочерняя» структура

Возможности программы позволяют задать во входном файле тип предсказываемого материала (bulk, surface, cluster, molecular crystal); химические элементы, образующие этот материал; количества их атомов; давление и некоторые другие параметры. Пример входного файла (INPUT-файла) представлен на рисунке 8.

В выходных файлах программа выдает список наиболее устойчивых соединений, отвечающих заданным требованиям, вместе с соответствующей энтальпией образования. Кроме того, каждая выходная структура сопровождается POSCAR-файлом, содержащим информацию о положении атомов в этой структуре. Такой файл можно визуализировать программами STM-4 или VESTA с целью воспроизведения структуры материала.

Для плазмохимического синтеза использовалась установка на базе СВЧ плазмотрона с источником питания «Плазма-Вд-3Ф» (рисунок 9).

Установка Плазма-Вд-3Ф выпускается в климатическом исполнении УХЛ при категории размещения 4.2 по ГОСТ 15150-69 и предназначена для использования в закрытых помещениях при следующих климатических условиях: — интервал температур от +0оС до +40оС; — относительная влажность воздуха 80% при +25оС; — атмосферное давление от 86.6 до 106.7 кПа (от 650 до 800 мм рт.ст.). В базовой комплектации установка Плазма-Вд-3Ф обеспечивает возможность создания и поддержания микроволнового СВЧ плазменного разряда в потоке воздуха, а также в различных газах и их смесях при атмосферном давлении (воздушное и газовое нагнетательное оборудование в комплект поставки не входит).

Установка предназначена для проведения широкого спектра научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области различных плазменных технологий: газоочистки, пиролиза, обезвреживания и утилизации опасных отходов, плазменно-химической и термической модификации поверхностей и др. При работе установки для формирования плазменного разряда необходимо использовать разрядную трубку из прочного термостойкого диэлектрика, обладающего малыми потерями в СВЧ диапазоне – типа плавленого кварца или соответствующей жаропрочной керамики с наружным диаметром от 30 до 40 мм.

Установка Плазма-Вд-3Ф конструктивно состоит из двух блоков – СВЧ генератора и блока питания, неразъемно соединенных высоковольтным кабельным жгутом, помещенным в защитный металлорукав.

Блок питания смонтирован в типовом сварном металлическом корпусе типа ЩМП-2-0. Покрытие корпуса – порошковая эмаль. Внутренний объем корпуса конструктивно разделен на две части. В нижней части расположены силовые повышающие трансформаторы, в верхней – батарея высоковольтных конденсаторов, высоковольтные выпрямительные диоды, контакторы сетевого питания и коммутации уровня мощности. Вентиляторы обдува трансформаторов размещены на задней стенке корпуса. Угол открытия дверцы – 105о, запирается на два замка.

На передней панели расположены органы управления и индикации: кнопки «ПУСК» и «СТОП», а также переключатель «Выходная мощность 0-1-2». В верхней части панели расположены индикатор наличия питающего сетевого напряжения, а также индикатор подачи высокого напряжения на магнетрон.

На задней панели блока питания размещен силовой штепсельный разъем PSR52-016-4 для подключения к трехфазной сети питания 220/380 В переменного тока 50 Гц. Здесь же находится выход высоковольтного кабеля питания СВЧ генератора. Сверху на корпусе расположены две откидные ручки для переноски прибора. Блок СВЧ генератора также смонтирован в типовом сварном металлическом корпусе типа ЩУРн-1/12. Покрытие корпуса – порошковая эмаль, дверца запирается на замок.

Волноводная система установки неразборная, цельносварная, выполнена из нержавеющего профиля наружным сечением 100х50 мм. Генераторная часть волноводной системы с установленным на ней магнетроном находится внутри корпуса блока СВЧ, здесь же расположен вентилятор для дополнительного обдува магнитов, антенного выхода и накальных выводов магнетрона.

На наружной, открытой части волноводной системы приварены патрубки для размещения разрядной трубки СВЧ плазмотрона. Внутренний диаметр патрубков 40 мм, на концах их выполнена трубная резьба 1.5”. Волноводная система оканчивается резонансной нагрузкой в виде полипропиленовой трубки с проточной водой, размещенной по оси короткозамкнутого отрезка волновода, изогнутого в Н-плоскости под углом 45о. Вода в нагрузку поступает непосредственно после охлаждения магнетрона.

Система охлаждения блока СВЧ – водяная, проточная. Вход системы охлаждения – штуцер «Вода – вход» на корпусе блока СВЧ, выход воды – штуцер на конце водяной нагрузки волноводной системы. На корпусе СВЧ также размещена индикаторная лампа системы блокировки по воде «Вода – охлаждение», зеленое свечение лампы свидетельствует о наличии и достаточности скорости протока охлаждающей воды (не менее 0.9 л/мин).

Компьютерное моделирование компонентов каталитических систем

Компьютерное моделирование и визуализация осуществлялись при помощи программы USPEX. Код этой программы основан на эффективном эволюционном алгоритме с возможностью использования альтернативных методов (рандомизированная выборка, метадинамика, PSO алгоритмы). USPEX совместим с различными DFT и классическими кодами, такими как VASP, SIESTA, GULP, Quantum Espresso, CP2K, CASTEP, LAMMPS и другими.

Поиск наиболее устойчивой биметаллической структуры сводится к вычислению состояния вещества, обладающего наименьшей энергией. Энергия в данном случае является функцией электромагнитного взаимодействия ядер и электронов атомов, из которых состоит исследуемая структура. Расчет энергии проводится с помощью квантово-механических вычислений, основанных на упрощенном уравнении Шредингера.

В алгоритме USPEX применяется теория функционала плотности, получившая развитие во второй половине 20 века. Ее основная цель заключается в упрощении расчетов электронной структуры молекул и кристаллов. Теория позволяет заменить многоэлектронную волновую функцию электронной плотностью, при этом оставаясь формально точной (в действительности приближения оказываются неизбежными). На практике это приводит к уменьшению сложности вычислений и, как следствие, затрачиваемого времени. Таким образом, квантово-механические расчеты сочетаются с эволюционным алгоритмом в USPEX (рисунок 5).

С помощью данной программы в разное время были открыты следующие феномены химии высоких давлений: существование фазы прозрачного натрия со свойствами диэлектрика [107]; новые хлориды натрия различной стехиометрии [108]; метастабильные структуры углерода [109] и другие. Рисунок 5 - Схема эволюционного алгоритма [110] На рисунках 6 и 7 проиллюстрированы механизмы наследования и мутирования. В первом случае из фрагментов исходных структур генерируется новая структура, которая в дальнейшем может релаксироваться с достижением еще меньшего значения энтальпии образования. Во втором случае фрагменты исходной структуры меняют расположение друг относительно друга. Рисунок 6 - Механизм «наследования»: из «родительских» структур образуется оптимизируемая «дочерняя» структура

Возможности программы позволяют задать во входном файле тип предсказываемого материала (bulk, surface, cluster, molecular crystal); химические элементы, образующие этот материал; количества их атомов; давление и некоторые другие параметры. Пример входного файла (INPUT-файла) представлен на рисунке 8.

В выходных файлах программа выдает список наиболее устойчивых соединений, отвечающих заданным требованиям, вместе с соответствующей энтальпией образования. Кроме того, каждая выходная структура сопровождается POSCAR-файлом, содержащим информацию о положении атомов в этой структуре. Такой файл можно визуализировать программами STM-4 или VESTA с целью воспроизведения структуры материала.

Для плазмохимического синтеза использовалась установка на базе СВЧ плазмотрона с источником питания «Плазма-Вд-3Ф» (рисунок 9).

Установка Плазма-Вд-3Ф выпускается в климатическом исполнении УХЛ при категории размещения 4.2 по ГОСТ 15150-69 и предназначена для использования в закрытых помещениях при следующих климатических условиях: — интервал температур от +0оС до +40оС; — относительная влажность воздуха 80% при +25оС; — атмосферное давление от 86.6 до 106.7 кПа (от 650 до 800 мм рт.ст.). В базовой комплектации установка Плазма-Вд-3Ф обеспечивает возможность создания и поддержания микроволнового СВЧ плазменного разряда в потоке воздуха, а также в различных газах и их смесях при атмосферном давлении (воздушное и газовое нагнетательное оборудование в комплект поставки не входит).

Установка предназначена для проведения широкого спектра научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области различных плазменных технологий: газоочистки, пиролиза, обезвреживания и утилизации опасных отходов, плазменно-химической и термической модификации поверхностей и др. При работе установки для формирования плазменного разряда необходимо использовать разрядную трубку из прочного термостойкого диэлектрика, обладающего малыми потерями в СВЧ диапазоне – типа плавленого кварца или соответствующей жаропрочной керамики с наружным диаметром от 30 до 40 мм.

Установка Плазма-Вд-3Ф конструктивно состоит из двух блоков – СВЧ генератора и блока питания, неразъемно соединенных высоковольтным кабельным жгутом, помещенным в защитный металлорукав.

Блок питания смонтирован в типовом сварном металлическом корпусе типа ЩМП-2-0. Покрытие корпуса – порошковая эмаль. Внутренний объем корпуса конструктивно разделен на две части. В нижней части расположены силовые повышающие трансформаторы, в верхней – батарея высоковольтных конденсаторов, высоковольтные выпрямительные диоды, контакторы сетевого питания и коммутации уровня мощности. Вентиляторы обдува трансформаторов размещены на задней стенке корпуса. Угол открытия дверцы – 105о, запирается на два замка.

На передней панели расположены органы управления и индикации: кнопки «ПУСК» и «СТОП», а также переключатель «Выходная мощность 0-1-2». В верхней части панели расположены индикатор наличия питающего сетевого напряжения, а также индикатор подачи высокого напряжения на магнетрон.

На задней панели блока питания размещен силовой штепсельный разъем PSR52-016-4 для подключения к трехфазной сети питания 220/380 В переменного тока 50 Гц. Здесь же находится выход высоковольтного кабеля питания СВЧ генератора. Сверху на корпусе расположены две откидные ручки для переноски прибора. Блок СВЧ генератора также смонтирован в типовом сварном металлическом корпусе типа ЩУРн-1/12. Покрытие корпуса – порошковая эмаль, дверца запирается на замок.

Волноводная система установки неразборная, цельносварная, выполнена из нержавеющего профиля наружным сечением 100х50 мм. Генераторная часть волноводной системы с установленным на ней магнетроном находится внутри корпуса блока СВЧ, здесь же расположен вентилятор для дополнительного обдува магнитов, антенного выхода и накальных выводов магнетрона.

На наружной, открытой части волноводной системы приварены патрубки для размещения разрядной трубки СВЧ плазмотрона. Внутренний диаметр патрубков 40 мм, на концах их выполнена трубная резьба 1.5”. Волноводная система оканчивается резонансной нагрузкой в виде полипропиленовой трубки с проточной водой, размещенной по оси короткозамкнутого отрезка волновода, изогнутого в Н-плоскости под углом 45о. Вода в нагрузку поступает непосредственно после охлаждения магнетрона.

Система охлаждения блока СВЧ – водяная, проточная. Вход системы охлаждения – штуцер «Вода – вход» на корпусе блока СВЧ, выход воды – штуцер на конце водяной нагрузки волноводной системы. На корпусе СВЧ также размещена индикаторная лампа системы блокировки по воде «Вода – охлаждение», зеленое свечение лампы свидетельствует о наличии и достаточности скорости протока охлаждающей воды (не менее 0.9 л/мин).

На основании графика (Рисунок 13) установлено, что число значимых компонент в системе (для реакции Фишера-Тропша) равно числу металлов в анализируемом наборе (20). Для определения этого числа находили точку пересечения прямой, параллельной оси абсцисс, с ординатой 0,9, что соответствует 95% правильности идентификации значимой компоненты и согласуется с предложенными ранее в литературе рекомендациями. Аналогичным образом определено число значимых компонент в системе для реакции окисления октена-1, равное 16.

С применением классического метода главных компонент построена плоскость в координатах PC1-PC2, на которой невозможно очертить кластеры металлов по их каталитической активности (Рисунок 14).

Качественный эффект комбинации металлов в составе катализатора окисления углеводородов

Sasol Canada – это подразделение компании Sasol Limited, мирового лидера в промышленном производстве жидких топлив и реагентов из угля и природного газа. Компании Sasol Canada принадлежит 50% двух месторождений природного газа в Британской Колумбии. Компания занимается строительством первого в Канаде производства GTL для превращения природного газа в высококачественные транспортные топлива. Назначение производства – получение дизельной фракции, нафты и сырья для нефтехимии из природного газа.

Штаб-квартира компании находится в Йоханнесбурге (Южная Африка). При этом Sasol Limited оперирует в 38 странах с общей численностью работников порядка 34000. Sasol зарегистрирована на Нью-Йоркской и Йоханнесбургской фондовой биржах. Акции Sasol также включены в расчет индекса Dow Jones.

Проект Canada Gaso-Liquids Project предназначен для монетизации обширных канадских ресурсов природного газа с целью производства высококачественных топлив и сырья для нефтехимического синтеза. Проектом предусмотрено производство 3 видов жидких углеводородных продуктов: дизельное топливо, нафта, сжиженный нефтяной газ. Получение элементной серы или нефтяного кокса не предусмотрено. Дизельное топливо имеет высокое цетановое число и практически не содержит серы и ароматических соединений. Такие свойства синтетического дизельного топлива делают его желательным компонентом для смешения с традиционными дизельными топливами. Уровень эмиссии парниковых газов в среднем ниже, чем для традиционных производств.

Трехстадийный процесс, лежащий в основе производства, объединяет три лицензированные технологии (рисунок 47): 1. Природный газ смешивается с кислородом для образования синтез-газа по технологии автотермического риформинга. 2. Синтез-газ подвергается превращению по реакции Фишера-Тропша с получением смеси широкого ряда углеводородов (парафинистое синтетическое топливо, или waxy synfuel). 3. Синтезированная смесь перерабатывается с получением дизельной фракции, нафты и сжиженного нефтяного газа при помощи мягкой гидрообработки и гидрокрекинга. Продукты, производимые при реализации проекта, планируются к продаже в основном в западной части Канады, но также могут быть экспортированы на другие канадские и международные рынки. Синтез-газ Воски Вода для подпитки котла Отходящий газ Схема установки по синтезу Фишера-Тропша Для оценки экономической эффективности проекта по модификации состава катализатора использован следующий подход. В качестве ситуации «без проекта» использован базовый проект, разработанный компанией Stantec Consulting Ltd. для компании SASOL Canada Holdings Limited. В качестве ситуации «с проектом» предполагается замена железного катализатора с содержанием промотора К2СО3, равным 0,2%, на аналогичный катализатор с содержанием К2СО3, равным 0,24%.

Материальный баланс по углероду для ситуации «без проекта» принят из официальной проектной документации [120] и сведен в таблицу 5.

Так как существует достаточно высокий разброс цен на топливо в различных провинциях Канады, выбраны средние цены в провинции Альберта, в которой и планируется реализация проекта.

Розничные цены на топливо в провинции Альберта по состоянию на 1 марта 2016 года без учета налогов (центы/литр) Города Нафта Дизельное топливо Калгари 48,6 58,2 Эдмонтон 43,2 57,8 Летбридж 50,4 59,1 Ллойдминстер 49,3 57,0 Ред-Дир 48,0 56,4 Средняя цена 47,9 57,7 Расчет экономической эффективности основан на следующих предположениях: 1. Капитальные затраты одинаковы для ситуаций «с проектом» и «без проекта». 2. Эксплуатационные затраты в ситуации «с проектом» выше за счет большего содержания промотора в составе катализатора и за счет необходимости более точного контроля массы вводимого промотора («без проекта» - точность до десятых, «с проектом» - точность до сотых), что в свою очередь, может предполагать дополнительные затраты на подготовку персонала. Суммарный годовой прирост эксплуатационных затрат при реализации проекта принят равным 1,5 млн CAD на основе экспертной оценки. При это в первый год расчетного периода прирост эксплуатационных затрат максимален и составляет 9 млн CAD за счет единовременной замены катализатора на свой модифицированный аналог и за счет необходимости применения более точного оборудования для приготовления катализатора.

3. Выручка в ситуации «с проектом» выше за счет повышенного выхода более высокомолекулярных продуктов согласно формуле: (Vг1 – Vг2) Pг + (Vб1 – Vб2) Pб + (Vд1 – Vд2) Pд = В где индекс г означает газообразные продукты; б – бензиновую фракцию; д – дизельную фракцию; 1 – с повышенным содержанием промотора; 2 – с базовым содержанием промотора; V – объем реализуемого продукта; P – цена на реализуемый продукт; В – дополнительная выручка при реализации проекта. Согласно материальным балансам на стандартном и модифицированном катализаторах выход газообразных продуктов не изменился; изменение проявилось в уменьшении выхода нафты на 6 т/ч и соответственном повышении на 6 т/ч выхода дизельной фракции, более дорогой по сравнению с нафтой. Цены на нафту и дизельное топливо взяты из таблицы 6. Расчет экономической эффективности проекта приведен в таблице 7.