Курзаева, М. С.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

XVII Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва356ных продуктов. оставшиеся продукты вымыва-лись из реактора хлороформом и фильтровались. Затем фильтр с осадком отмывался в аппарате Сокслета от мальтенов (углеводороды + смолы). Совокупность масс твердого остатка в реакторе, после промывки его хлороформом, и на филь-тре, за вычетом УдП, определялась как количе-ство образовавшегося при термолизе кокса.Содержание асфальтенов определялось пу-тем растворения навески в н-гексане в объемном соотношении 1 : 40 с последующим выдержива-нием раствора в течение суток и фильтрацией выпавшего осадка. Фильтр с осадком отмывал-ся от масел (углеводородов) и смол, а затем ас-фальтены с фильтра выделялись хлороформом. Мальтены наносились на силикагель аСК и загружались в аппарат Соскслета для последо-вательного элюирования масел горячим н-гекса-ном и затем смол смесью этанола и бензола 1 : 1 по объему. Выделенные масла и смолы и асфаль-тены доводились до постоянного веса.По составу продуктов термолиза видно, что в отсутствии добавки образуется наибольшее суммарное количество кокса и асфальтенов (9,2 % мас.), тогда как термолиз битума с добавками сопровождается образованием меньших коли-честв твердых продуктов и смолисто-асфальте-новых веществ (табл. 2).Установлено, что добавление к битуму 0,1% УдП Мо способствует наибольшему выходу масляных компонентов 74,9% при минимальном выходе газа и кокса – 0,9 и 1,8 % мас. При этом доля асфальтенов в термолизате наименьшая и составляет 5,4 % мас.Список литературы1. Дорохин В.П., Палий А.О. Состояние и пер-спективы добычи тяжелых и битуминозных нефтей в мире // Нефтепромысловое дело, 2004.– №5.– С.47–50. 2. Шарыпов В.И., Береговцова Н.Г., Барышни-ков С.В., Кузнецов Б.Н. Пиролиз нефтяного остатка и некоторых органических соеди-нений в среде водяного пара в присутствии гематита // Химия в интересах устойчивого развития, 1997.– №3.– С.287–291.моделирование реактора гидроочиСтки дизельного тоПливаМ.С. КурзаеваНаучный руководитель – к.т.н., доцент Н.И. КривцоваНациональный исследовательский Томский политехнический университет 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30, lina_margo@sibnet.ruПод химическим реактором подразумевают аппарат, в котором осуществляют химическую реакцию. Конструкция реактора и химический процесс, протекающий в нем, оказывают важ-ное влияние на технологию процесса, в данном случае на протекание процесса гидроочистки дизельного топлива [1]. основная цель процесса гидроочистки ди-зельных топлив удаление из исходной дизельной фракции сернистых и смолистых соединений, таблица 1. Характеристика ашальчинского битумаЭлементный состав, % мас. Вещественный состав, % мас.С н S O N Масла Смолы асфальтены82,1 10,4 4,6 1,9 1,0 67,6 26,2 6,2таблица 2. Состав продуктов термолиза природного битумадобавка Мо, % мас.Продукты крекинга, % мас. Содержание, % мас.Газ жидкие Кокс Масла Смолы асф-ны0,0 1,0 97,2 1,8 70,2 19,7 7,31,0 5,2 93,8 1,0 72,0 15,2 6,60,5 2,0 96,9 1,1 74,9 15,0 7,00,1 0,9 97,3 1,8 74,9 17,0 5,4 Секция 4.  Технология и моделирование процессов подготовки и переработки углеводородного сырья357непредельных углеводородов и в некоторых слу-чаях частично ароматических углеводородов.Гидроочистка сернистых дизельных фрак-ций осуществляется на аКМ или анМ катали-заторах при следующих параметрах процесса: давление 3,0–4,0МПа; температура 350–360 °С; объемная скорость подачи сырья 4–6 ч–1, парци-альное давление водорода 1,8–2,0 МПа.основными реакциями процесса гидроо-чистки являются [2]:1) для углеводородных компонентов:• насыщение непредельных углеводородов,• насыщение ароматических колец,• крекинг алканов и циклоалканов,• деалкилированиеалкилбензолов,• гидроизомеризацияалканов.2) для неуглеводородых компонентов:• гидрогенолиз сернистых соеденений,• гидрогенолиз азотсодержащих, соедине-ний,• гидрогенолиз кислородсодержащих соеди-нений,• разрушение металлорганических соедине-ний.реактор процесса гидроочистки дизельного топлива представляет собой цилиндрический аппарат со сферическими днищами. данный ре-актор представляет собой сосуд, предназначен-ный для работы под давлением водорода (до 6,6 МПа) и температуре до 500 °С [3].Математические модели химических реак-торов строятся на основе блочного принципа с использованием типовых гидродинамических моделей, учитывающих движение потоков ве-щества. Математическая модель идеального вытес-нения представляет собой дифференциальное уравнение в частных производных. если в ма-тематической модели идеального вытеснения учесть источник изменения концентрации за счёт химический реакции, то материальный ба-ланс реактора идеального вытеснения можно за-писать в виде:∂Ci∂t∂Ci∂t= –U ± Wiгде Ci – концентрация соответствующего i-го ве-щества; Wi – скорость реакции по i-му веществу.При расчете любого химического реактора используют уравнение материального баланса записанного в виде мольного потока i-го исход-ного реагента:Gi,вх = Gi,вых + Gi,нак + Gi,rGi,вх – количество i-го исходного реагента, по-ступающего в элементарный объем реактора в единицу времени; Gi,вых – количество вещества, выходящего из элементарного объема реактора в единицу времени; Gi,нак - количество i-го исход-ного реагента накапливаемого в элементарном объеме реактора; Gi,r – количество i-го исходного реагента, вступившего в реакцию.Уравнение теплового баланса реактора ги-дроочистки можно записать так:QC + QЦ + QS + QГ.н = ∑QCMгде Qc, оц – тепло, вносимое в реактор со свежим сырьем и циркулирующим водородсодержащим газом; Qs,QГ.н – тепло, выделяемое при протека-нии реакций гидрогенолиза сернистых и гидри-рования непредельных соединений; ∑QCM – теп-ло, отводимое из реактора реакционной смесью.Средняя теплоемкость реакционной смеси при гидроочистке незначительно изменяется в ходе процесса, поэтому тепловой баланс реакто-ра можно записать в следующем виде:Gсt0 + ∆Sqs + ∆CHqH = Gct,t = t0 + (∆Sqs + ∆CHqH) / (GC),где G – суммарное количество реак-ционной смеси, % (масс.); с – сред-няя теплоемкость реакционной смеси, кдж/(кг-К); ∆S, ∆C – количество серы и непре-дельных, удаленных из сырья, % (масс.); t, to – температуры на входе в реактор и при удалении серы ∆S, °C; qs, qH – тепловые эффекты гидриро-вания сернистых и непредельных соединений, кдж/кг.Список литературы1. Солодова.Н.Л., Терентьева Н.А. Гидроо-чистка топлив. Учебное пособие.– Казань: Изд-во Казан.гос. технол. ун-та, 2008.– 103с.2.  Ахметов С.А. Технология глубокой перера-ботки нефти и газа– Уфа: Гилем, 2002.– 669с.3. Методические указания к курсовому и ди-XVII Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва358пломному проектированию «Гидроочистка, гидрообессеривание и гидрокрекинг нефтя-ного сырья». // Сост. В.Г. Власов.– Самара: СамГТУ, 2010.адСорбция краСителя метиленого голубого на торфеК. КурмашНаучный руководитель – к.т.н., доцент В.С. АрхиповНациональный исследовательский Томский политехнический университет 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30, koma_kz_83@mail.ruПо современным представлениям нефти и нефтепродукты признаны приоритетными за-грязнителями окружающей среды. По степени влияния на окружающую среду нефтедобыва-ющие предприятия входят в десятку наиболее опасных. неизбежный вынос на поверхность нефти и нефтепродуктов в результате аварий в процессе нефтедобычи приводит к гибели рас-тений и деградации осень неустойчивых почв западной Сибири, ведет к общему сдвигу биос-ферных процессов на земле. для очистки нефтезагрязненных террито-рий находят применения сорбционные методы. на территории Томской области для этих целой может быть использован торф, распространен-ный в районах добычи нефти. Перспективность использования торфа для поглощения нефтяных загрязнений связана с его доступностью, деше-визной и высоким уровнем механизации торфо-добычи [1–3].В экспериментальной практике водораство-римые синтетические органические красители нашли широкое применение как модельные ве-щества для определения показателей адсорбции из водных растворов. органические красители образуют в водных растворах ассоциаты раз-личной сложности. Это их свойство позволяет использовать растворы красителей для оценки качества сорбентов по отношению к нП и дру-гим загрязнителями СВ с близкими физико- хи-мическими свойствами. Применение красителей для оценки качества сорбентов обусловлено ря-дом методических преимуществ: стабильность состава красителей, простота приготовления растворов, высокая чувствительность, экспресс-ность и надежность фотоколориметрического определения концентрации красителей в раство-ре.адсорбцию проводили на установке, вклю-чающей адсорбционную ячейку и перистальти-ческий насос. В ячейку помещали 1 г торфа и 25 см3 красителя. В течение 30 мин. раствор цир-кулировал в ячейке с торфам. Затем в растворе определяли конечную концентрацию красителя с помощью фотоэлектроколориметра ФЭК-56М. Вес поглощенного торфом красителя определя-ли по разнице между исходной и конечной кон-центрацией красителя в растворе.В данной работе для проведения анали-за был использован верховой сфагновый торф, отобранный в центральной части Васюганского торфяного месторождения в районе г. Кедрового (в 74 км от г. Кедровый, 168 км от село Парбиг). исследован деятельный слой торфяной за-таблица 1. Слой торфа, смнавеска Мс, гВлаж-ность тор-фа W, %Масса сухого торфа М, гоптиче-ская плот-ность ρ Конц. МГ после ад-сорбции С, мг/лВес МГ а, мгВелично адсорб-ции а, мг/га ср. мг/г0–10 1,1347760,2723 0,118 27,5 9,31 34,1934,211,1409 0,2738 0,100 25,0 9,375 34,2415–30 0,978551,660,5055 0,093 24,3 9,392 18,5818,790,9817 0,5071 0,058 12,5 9,687 19,050–60 1,135878,770,2411 0,125 28,7 9,282 38,5391,1102 0,2357 0,120 27,5 9,312 39,5ниже 60 1,095681,770,1997 0,158 37,1 9,072 45,4245,391,0958 0,1997 0,16  37,5 9,062 45,37

Моделирование реактора гидроочистки дизельного топлива

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University