Иванчина Эмилия Дмитриевна

В 1973 г. окончила физико-технический факультет Томского государственного университета.

С 3 курса ТГУ – младший научный сотрудник НИИ прикладной математики и механики при ТГУ.

В 1978 – 1980 гг. – младший научный сотрудник НИСа отраслевой лаборатории кинетики и моделирования Томского политехнического института.

С 1980 г. – младший научный сотрудник проблемной лаборатории кафедры горючих ископаемых ТПИ.

В 1983 г. поступила в очную аспирантуру на кафедре химической технологии топлива. В 1986 г. присвоена ученая степень кандидата технических наук; ученое звание доцента по кафедре химической технологии топлива по специальности 05.17.08 «Процессы и аппараты химических технологий» присвоено Высшей аттестационной комиссией в 1989 г.

В 2002 г. защитила докторскую диссертацию на тему «Совершенствование промышленной технологии переработки углеводородного сырья с использованием платиновых катализаторов на основе нестационарной модели» по специальности 05.17.08 «Процессы и аппараты химических технологий». Ученое звание профессора присвоено в 2004 г.

Работала профессором кафедры химической технологии топлива и химической кибернетики Института природных ресурсов ТПУ, в настоящее время - профессор Отделения химической инженерии.

Научная деятельность

Сфера научных интересов – технология и моделирование многокомпонентных нестационарных промышленных каталитических процессов.

Автор более 400 научных работ, в том числе 4 монографии.

Руководитель НИР студентов, неоднократно занимавших призовые места в международных, российских, областных, городских и университетских конкурсах. Ответственный исполнитель ряда договоров с предприятиями нефтеперерабатывающей отрасли и проектными организациями. Результаты внедрения научных исследований подтверждены 20 актами о внедрении и 35 охранными документами. Научный руководитель 9 аспирантов, успешно защитивших кандидатские диссертации. Руководитель научно-исследовательских работ магистрантов кафедры ХТТ.

Основатель научной школы «Интеллектуальные системы в химической технологии и профессиональном образовании».

С именем Э.Д. Иванчиной связана постановка на кафедре химической технологии топлива работ по модернизации промышленных технологий нефтехимии и нефтепереработки на основе метода математического моделирования многокомпонентных каталитических процессов. Практически одновременно с началом ее карьеры на кафедре была открыта новая специальность «Основные процессы химических производств и химическая кибернетика». Э.Д. Иванчина внесла значительный вклад в подготовку инженеров по этой специальности, которая в дальнейшем была переименована в «Процессы и аппараты химических производств и химическая кибернетика».

Под руководством Э.Д. Ивнчиной были разработаны интеллектуальные компьютерные моделирующие системы промышленно важных процессов производства бензинов и синтетических моющих средств, основанные на физико-химических закономерностях. Данные интеллектуальные комплексы и по сей день является базой для осуществления непрерывного мониторинга, прогнозирования и оптимизации работы промышленных установок на ряде российских нефтеперерабатывающих заводов. Достоверность и инновационность этого направления базируются не только на глубоких физико-химических закономерностях, но и на результатах промышленного эксперимента.

Разработанные математические модели на основе сочетания вычислительного и натурного эксперимента, их промышленное использование приводят к оперативному решению важных производственных проблем. Несмотря на то, что наиболее известные программные продукты сейчас широко используют, в основном, для моделирования установок промысловой и заводской подготовки нефти и газа, они не могут быть использованы в промышленности для мониторинга и прогнозирования работы нестационарных каталитических реакторных процессов. При моделировании каталитических реакторов для переработки нефтяного сырья применяются, как правило, эмпирические зависимости, позволяющие решать лишь задачи проектирования новых установок и производств (с большими коэффициентами запаса), так как математическое описание, положенное в их основу, не учитывает нестационарности протекания промышленных процессов и поэтому они лишены прогнозирующей способности.

В результате исследований кинетики и механизма реакций, протекающих на катализаторах, а также проведения подробного термодинамического анализа был предложен формализованный механизм превращений углеводородов С5-С12 различных гомологических групп в интервале температур 700...800 К. Данная схема легла в основу нестационарной кинетической модели процесса ри-форминга бензинов. К достоинствам данной схемы следует отнести то, что в ней учтено превращение моно- и дизамещенных нафтенов. Предложенная формализованная схема механизма чувствительна к изменению состава сырья, в состав которого входят более 180 компонентов. С использованием данной моделирующей системы были выполнены расчеты и выданы рекомендации по реконструкции установок риформинга, в частности, по изменению конструкции внутренних устройств реакторов с радиальным вводом сырья в неподвижный зернистый слой катализатора, что обеспечило значительное увеличение ресурсоэффективности про-изводчтва моторных топлив.

Основные научные результаты:

- работа катализатора на оптимальной активности значительно увеличивает его ресурс. Реализация потенциала катализаторов в промышленных условий зависит как от гидродинамических режимов в реакторе, так и от технологических условий. Наибольшая селективность процесса соответствует максимальному выходу товарной продукции при неизменном уровне издержек производства за счет максимально возможного приближения к равновесной степени превращения промежуточных продуктов уплотнения (полукокс) в жидкие углеводороды. Результаты внедрения этой технологии обеспечили высокий экономический эффект;

- разработаны теоретические основы ресурсосберегающей и безопасной технологии эксплуатации гетерогенных и жидкофазных катализаторов в замкнутом контуре: рабочий цикл – регенерация – рабочий цикл. Опубликовано 52 статьи (в журналах: «Chemical Engineering Journal», «Известия высших учебных заведений. Физика», «Известия Томского политехнического университета» и других). Зарегистрировано более 30 результатов интеллектуальной деятельности ). Защищено 15 кандидатских диссертации, а также в 2012 году докторская диссертация – Е.Н. Ивашкина (научный консультант Э.Д. Иванчина). За фундаментальные исследования в рамках этого направления получен Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации;

- разработаны физико-химические прогностические математические модели процессов эксплуатации и регенерации гетерогенных и жидкофазных катализаторов для переработки бензиновой и дизельной фракций нефти. Опубликовано более 30 статей в ведущих профильных российских и зарубежных журналах. Модели и прогностический аппарат зарегистрированы в виде результатов интеллектуальной деятельности;

- сформулированы математические модели и разработаны методы решения задач сопряженных процессов эксплуатации и регенерации гетерогенных и жидкофазных катализаторов в нестационарных условиях. Опубликованы в статьях, представленных в п. 2.9, а также в таких изданиях как «Нефтепереработка и нефтехимия», «Катализ в промышленности», «Мир нефтепродуктов», «Нефтехимия»;

- установлены закономерности протекания процесса риформинга в оптимальной области, соответствующей термодинамическому равновесию реакционной системы, когда наблюдается равенство скоростей образования и гидрирования промежуточных продуктов уплотнения, так как при этом длительность сырьевого цикла может быть увеличена на 20–30 %. При этом учтенная степень использования неподвижного зернистого слоя катализатора в реакторе и протекающих реакций коксообразования при моделировании нестационарного процесса риформинга бензинов дает возможность осуществлять подбор катализаторов для промышленных реакторов с радиальным вводом сырья с целью повышения эффективности их работы и выбрать оптимальную конструкцию реакторного узла учетом влияния структуры потока на предложенный критерий эффективности (Диссертационная работа Шаровой Е.С., публикации в журналах «Катализ в промышленности», «Нефтепереработка и Нефтехимия»);

- разработан способ повышения эффективности нефтехимического процесса с непрерывной регенерацией катализатора, основанный на использовании нестационарной модели, учитывающей образование кокса, величину кратности циркуляции по контуру реактор – регенератор, который является новым и позволил осуществить промышленную реализацию оптимальной конструкции и режимов работы реакторов со стационарным и движущимся слоем катализатора (Диссертационные работы Абрамина А.Л., Гынгазовой М.С., статьи в журналах «Chemical Engineering Journal», «Catalysis in Industry», «Нефтепереработка и нефтехимия»);

- исследованы механизм и закономерности образования кокса по результатам экспериментальных исследований образцов промышленных платиновых катализаторов для процессов риформинга, изомеризации, дегидрирования. В условиях этих процессов образуется аморфный кокс (температура выгорания 450-550 °С). Содержание кокса на катализаторе составляет 4-16% в зависимости от состава сырья и условий процессов. Удельная поверхность катализатора существенно снижается в результате проведения большого числа регенераций. Прогнозными расчетами на математической модели показано и экспериментально подтверждено, что при подаче воды увеличивающимися порциями возрастает срок службы катализатора в среднем на 15 %, а темп подъема температуры на 2 °С ниже, что указывает на ослабление процессов дезактивации за счет более полной конверсии аморфных коксогенных структур. Разработанные и сертифицированные программы расчета технологических показателей промышленных процессов нашли свое применение при расчете оптимальных режимов работы промышленных установки и в учебном процессе (Диссертации Франциной Е.В., Романовского Р.В., Долганова И.М.), статьи в журналах, индексируемых в международных базах “Chemical Engineering Journal”, “Catalysis in Industry”).

Выполненные исследования позволили установить, что при существующих технологиях рукавной и пневмозагрузки катализатора в промышленные реакторы процесса каталитического риформинга бензинов и изомеризации большой единичной мощности (~1млн.т/год) гидродинамическая неравномерность подачи сырья по сечению аппарата может достигать от 5 до 15 %, что объективно приводит к возникновению локальных перегревов и образованию избытка кокса на поверхности Pt-контакта и к быстрому падению его активности и ужесточению процесса регенерации. Многофакторная задачи оптимизации режимных параметров эксплуатации процесса с гидродинамической неравномерностью структуры потока в реакторе возможна только с применением метода математического моделирования на основе учёта реакционной способности углеводородов и активности катализатора.

Педагогическая деятельность

Ведущий преподаватель дисциплин «Информатика», «Системный анализ химико-технологических процессов», «Искусственный интеллект и экспертные системы», «Реляционные базы данных в химической технологии», «Компьютерные технологии в науке и образовании», «Компьютерные моделирующие системы в химической технологии».

Автор учебно-методического обеспечения указанных дисциплин (в т.ч. и методического обеспечения курсового проектирования), является автором 10 учебных пособий по указанным дисциплинам. Автор более 20 научно-методических публикаций. Лауреат многих конкурсов НИР и НИРС.

Награды

• Почетное звание «Основатель научной школы» за основание научной школы «Интеллектуальные системы в химической технологии и профессиональном образовании», 2010.

• Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации, 2011.

• Диплом победителя конкурса «Профессор года ТПУ», 2011.

• Диплом I степени конкурса «Ученый года ТПУ», 2011.

• Диплом за достижение результатов в воспитании и подготовке специалистов с высоким творческим потенциалом, 2011.

• Диплом II степени за подготовку аспиранта – Лауреата III Университетского конкурса «Лучший аспирант ТПУ 2011 года», 2011.

• Диплом III степени за подготовку аспиранта – Лауреата III Университетского конкурса «Лучший аспирант ТПУ 2011 года», 2011.

• Диплом в конкурсе «Лучшее учебное пособие с грифом»,2011.

• Благодарственное письмо от 31.10.2011г. № 3/19-5775 ректору Национального исследовательского Томского политехнического университета Чубику П.С. за качественное проведение курсов повышения квалификации для специалистов ООО «КИНЕФ» Иванчиной Э.Д.

• Лауреат премии Томской области в сфере образования, науки, здравоохранения и культуры за высокие достижения в сфере образования и науки, оказывающие эффективное влияние на развитие экономики и социальной сферы Томской области, 2012.

• Свидетельство о занесении в Галерею почета Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2012.

• Свидетельство №115 о занесении на Городскую доску почета Кировского района Томской области, 2012.

• Почетная Грамота Администрации Томской области за многолетнюю плодотворную работу, большой вклад в подготовку высококвалифицированных специалистов, 2013.

• Победитель конкурса на получение стипендии губернатора Томской области для профессоров, 2013.

• Диплом II степени за подготовку аспиранта, лауреата VI Университетского конкурса «Лучший аспирант ТПУ» в 2014 году, 2014.

• Свидетельство № 06-06228 о регистрации в федеральном реестре экспертов научно-технической сферы, 2014.

• Член редколлегии ведущего рецензируемого журнала «Известия Томского политехнического университета» с 2013 г. по настоящее время.

• Член диссертационного совета Д212.269.08 при Томском политехническом университете.

• Победитель конкурса 2014 года на право получения грантов Президента Российской Федерации по государственной поддержке ведущих научных школ в области знания «Технические и инженерные науки», 2014 г.