автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Разработка пылесвязывающих профилактических средств из нефтей Узбекистана

На правах рукописи

РГо од

2 2 ДЕК 23(10

ТЕШАБЛЕВ ЗАФАРЖОН АЛИМОВИЧ

РАЗРАБОТКА ПЫЛЕСВЯЗЫВАЮЩИХ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗ НЕФТЕЙ УЗБЕКИСТАНА

05.17.07-Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000

Работа выполнена в Российском Государственном Университете нефти и •газа им. И.М.Губкина.

Научный руководитель: кандидат технических наук

Сайдахмедов Ш.М.

Научный консультант: доктор физико-математических

наук, доцент Сюняев Р.З.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Горлов Е.Г. кандидат технических наук Сулимова Т.Ф.

Ведущая организация: Астраханский Государственный

технический университет

Защита состоится кол^рл 2000 года в УО часов на заседании диссертационного совета Д 135.03.01 б Институте горючих ископаемых Министерства энергетики РФ (117910, Москва, Ленинский проспект, д. 29).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института горючих ископаемых.

Автореферат разослан " 6 " Сл^пж^/Хя, 2000 года.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

кандидат технических наук Кост Л.А.

УШЛ-З, О

А544 .О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы. В связи с широким внедрением прогрессивного открытого способа добычи и освоения новых месторождений в Узбекистане, в частности на Ангренском угольном разрезе и Зарафшанском руднике по добыче угля, драгоценных металлов, актуальной является проблема пылеподавления на внутрикарьерных автодорогах.

Высокая запыленность воздуха в карьере снижает скорость передвижения автотранспорта, вызывает преждевременный износ их двигателей и ходовой части и, что самое главное, отрицательно сказывается на здоровье людей, вызывая профессиональные заболевания дыхательных органов. Необходимо отметить, что пылеобразование наблюдается как в летний, так и в зимний период.

В настоящее время применяются несколько методов борьбы с пылью: механическое удаление, поверхностное покрытие и способ смешения.

Механическое удаление, пыли не предотвращает интенсивный износ покрытия и, следовательно, не устраняет источник пылеобразован ш.

Поливка дорог водой применяется только в теплый период гэда, при этом расход воды довольно значителен и достигает более 2400 м3 в месяц на 1км. дороги.

В последние годы в Узбекистане возрастает по-.ребность в высококачественных вяжущих материалах, в том числе в низко: ¡астывающих пылесвязывающих средствах (ПС) для предотвращения смерзания, слипания, пыления сыпучих материалов и для предотвращения пылеобразования на внутрикарьерных автодорогах. Среди ПС наибольшее распространение получили композиции на основе газойлей деструктивных процессов и тяжелых нефтяных остатков (гудрон, крекинг-остаток). К наиболее широко известным ПС относятся "Универсин-С", "Ниогрин", "Северин-2".

;

Актуальной проблемой в сложившейся экономической обстановке Узбекистана является организация производства пылесвязывающих средств на базе собственных нефтепродуктов. Новые составы ПС должны быть получены на основе имеющихся нефтепродуктов на НПЗ без создания новых процессов по их получению.

Работа выполнена в соответствии с постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан от 25.06.94 г. № 136 «О мерах по обеспечению безопасности рабочих в добывающих отраслях» и «Планом мероприятий по усовершенствованию методов пылеподавления на карьерах Республики», утвержденно) о Министерством угольной промышленности и Министерством Здравохранения Республики Узбекистан от 28.11.95г.

Цель работ.л. Разработать новые композиции экологически безопасных пылесвязывающих средств на основе нефтепродуктов Ферганского нефтеперерабатывающего завода, отвечающие климатическим условиям Узбекистана.

Разработать технические условия для нового состава и технологию приготовления ПС с наименьшими экономическими затратами. Организовать проведения промышленного испытания для нового состава ПС. Основные задачи работы:

- изучить влияние внешних воздействий (термообработка, регулирование скорости охлаждения, добавки) на температуры застывания, вспышки, дисперсность и структурно-механические свойства разработанных ПС.

- заменить газойль каталитического крекинга на газойль коксования. Увеличить концентрацию гудрона в ПС до 50 % масс, с сохранением низкотемпературных свойств ПС.

- изучить пыл.;подавляющие и смачивающие свойства новых составов ПС;

- на основе результатов исследования разработать технические условия и технологию производства ПС;

- организовать производство ПС на базе Ферганского НПЗ. и провести промышленные испытания ПС на угледобывающих предприятиях Узбекистана.

Научная новнзна.

впервые на основе газойля коксования без добавления газойля каталитического крекинга разработан новый состав ПС. Изучены особенности свойств ПС полученных из узбекских нефтей и влияние различных добавок на низкотемпературные свойства этих составов;

- установлена взаимосвязь между размерами частиц дисперсной фазы, физико-химическими (агрегативная устойчивость, температура застывания и др.) и эксплуатационными свойствами (смачивающие способности, аэроэрозионная прочность и др.);

впервые в качестве депрессорной добавки применена присадка полиметилсилоксан (ПМС-200А-антипенная присадка к маслам) ^Применение добавки ПМС позволила снизить температуру застывания пылесг язывающего средства дополнительно на 12-16 °С, что позволило увеличить содержания гудрона в смеси 50 % масс при сохранении низкотемпературных свойств и установлена оптимальная концентрация депрессорной добавки ПМС-200А, 0.001-0.005 % масс, в композиции ПС;

- установлено, что ПС с содержанием 20-30 % масс, гудрона обладает наилучшей скоростью смачивания 25 мм/час.

-.разработаны и зарегистрированы технические условия для ногых составов ПС (ТБЬ 39.3-180:1999).

Практическая значимость. Разработаны технические условия для нового состава ПС под условным названием «Ферпрос» и зарегистрированы в Госстандарте Республики Узбекистан (ТЯЬ 39.3-180:1999). Разработана технология производства ПС. На основе базового компонента (легкий газойль коксования) и вяжущего компонента (гудрон), производимых

г

г

I

на Ферганском НПЗ, разработаны новые составы профилактических средств, которые не уступают известным ПС по качественным показателям.

На угольном разрезе "Ангренский" (Узбекистан) проведено опытно-промышленное испытание ПС «Ферпрос».

Апробация работы. Отдельные разделы диссертационной работы были доложены на: II научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" (Москва, 1997г.); I международ юм симпозиуме "Наука и технология углеводородных дисперсных систем" (Москва, 1997г.); 53-й межвузовской конференции "Нефть и газ-99" (Москва, 1999г.); в Республиканской научно-технической конференции "Актуальные проблемы переработки нефти и перспективы производства смазочных материалов в Узбекистане" (Ташкент, 1999г.); Публикацш . По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ. Объем дис« ртацин. Диссертационная работа на 140 страницах, состоит из введения, пяти глав, включающих 26 таблиц и 30 рисунков, выводов, списка литературы кз 126 наименований и 4 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе подробно рассмотрены межмолекулярные взаимодействия в нефтяных системах. Рассмотрены вопросы по изучению дисперсности и структурно-механических свойств при низких температурах, устойчивости смазывающая способность. Проведена сравнительная характеристика методов и средств пылеподавления. Обобщены работы, затрагивающее взаимодействие ПС с твердым материалом, показано, что на твердой по!ерхности образуется граничный слой, который определяет структурно-механические свойства систем твердое тело-НДС. На основе проведенного анализа литературных данных сформулированы цели и задачи исследование.

Во второй главе обоснован выбор объектов и проведено описание основных методов исследования. При приготовлении профилактических средств были использованы легкий газойль коксования фракции 200-300 °С и гудрон вакуумной перегонки смесей узбекских нефтей (табл. 1).

В качестве депрессорной добавки для ПС исследована присадка ПМС-200А. Антипенная присадка ПМС-200А обычно используется для предотвращения ценообразования в минеральных нефтяных маслах. ПМС-200А представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с температурой вспышки в открытом тигле 290 °С и вязкостью 40-350 мм2/с при 100 °С.

В качестве критериев оценки профилактических свойств ПС были выбраны пылимость и рассыпчатость сыпучих материалов. Пылимость определялась по методу, сущность которого заключается в определении количества пыли, выделившейся из исследуемого материала при пересыпке в барабане прибора типа ПКПГ-1.

Устойчивость против расслоения нефтяных систем оценивалась значением фактора устойчивости, который определялась центрифугированием ^=8000) при температуре плюс 20 °С на центрифуге К-24 (ГДР)- Фактор устойчивости рассчитывалась как отношение оптической плотности и массы фугата к оптической плотности и массе исходного продукта.

Оценка пылесвязывающих свойств нефтяных композиций определялась путем измерения прочности на разрыв профилактированной угольной пыли экструзионным методом.

Дисперсность нефтяных композиций определялись - помощью фотоэлектроколориметрического метода с помощью прибора ФЭК-56М при двух длинах волн (540 и 630 нм).

* Физико-химические свойства нефтяных композиций определялись стандартными методами.

Таблица 1

Физико-химические показатели компонентов ПС.

№ Наименование Ед. ' Исследованные

п/п показателей измерения продукты

1 2

1 Плотность при 20 °С кг/м 843 985

2 Темпе эатура вспышки °С 77 232

3 Температура застывания °С -27 25

4 Вязкость условная при 50°С °ВУ 1,08 8,4

5 Содержание серы % масс. 2,03 3,5

6 Фракц ионный состав °С

н.к. 198 не опр.

10% 210

^ 50% 240

90% 284

к.к. 298

7 Групповой состав % масс.

Парафино-нафтеновые 57,5 19,6

Ароматические в т.ч.: 29,8 57,3

мокоциклические 3,0 14,1

биииклические 18,3 12,7

полициклические 8,5 30,5

Асфапьтены 2,0 5,2

Смолы 10,7 17,9

8 Содержание мех. примесей. отс. не опр.

Коксуемость 3,5 9,7

1-легкий газойль коксования;

2-гудрол.

В третьей главе в основу технологии получения низкозасты'вающего ПС на базе газойлевых фракций вторичных процессов положена идея использования гудрона в качестве депрессорной, вязкостной и адгезионной добавки. Использование гудронов с этой целью обычно ограничивалось, из-за резкого ухудшения низкотемпературных характеристик ПС при тех концентрациях гудрона, которые необходимы для достижения хороших вяжущих свойств, и наоборот. Цель исследования заключалась в изучении влияния фракционного состава газойлевых фракций и их природы на температуру застывания ПС. Физико-химические свойства объектов исследования приведены в таблице!.

На рис. 1. представлены результаты исследования влияния фракционного состава газойлей коксования на температуру застывания их компаундов с гудронами ферганских нефтей.

Тз, "С

с

-юI

-20 -30 -40

0 10 20 30 40 50 60 70

С гудрона, % масс.

Рис.1. Влияние фракционного состава и концентрации С добавки гудрона ферганской нефти на температуру застывания фракции легкого газойля коксования: 1-фр.180-360°С; 2-фр. 200-360°С; 3-фр.180-300°С; 4-фр.200-300°С.

• Показано, что с повышением конца кипения фракции, ухудшается температура застывания композиции, газойль-гудрон. Это объясняется тем, что из-за возрастания содержания твердых парафиновых углеводородов в смеси повышается склонность к структурообразованию.

j 8

С добавлением гудрона в базовые газойлевые фракции, благодаря поверностно-.активным свойствам смолисто-асфальтеновых веществ (CAB) на поверхности' растущих кристаллов твердых парафиновых углеводородов формируются: адсорбционно-сольватные слои, которые препятствуют росту кристаллов и.созданию прочной пространственной сетки.

Температуры застывания композиций проходят через минимум при концентрации гудрона 20-30 % масс. При этом наблюдается понижение температуры1 застывания на 10-15 °С по сравнению с чистым газойлем. Эти данные показывают, что легкий газойль коксования можно применять в качестве составляющего компонента при разработке новых составов ПС.

Как видно из рис.1, с увеличением содержания гудрона, постепенно повышается т емпература застывания нефтяных композиций. В связи с чем, из-за ограничений по температуре застывания для ПС нет возможности вовлечь вяжущих компонентов более 30-35 % масс. Увеличение концентрации остатков до 50 % масс, значительно улучшит вяжущие свойства и снизит себестоимость ПС.

В последнее время для улучшения низкотемпературных и вяжущих свойств ПС применяют депрессорные добавки. Такой способ экономически выгоден и весьма перспективен, так как за счет не значительного количества добавки стало бы возможным повысить содержание остаточного компонента в составе профилактических средств и тем самым улучшить вяжущие свойства.

Также изучены влияния природы и составов газойлевых фракций на свойства ПС' при введении в них депрессорных добавок (таб. 2). На рис.2 показано, что ПМС-200А обладает высокими депрессорными свойствами и в отличие от <31111 (отходы полиэтиленового производства) применяемой в качестве депэессорной добавки раньше, эффективно снижает температуру застывания композиций приготовленных на основе газойля коксования и гудрона.

Таблица 2.

Изменение температурных свойств нефтяных композиций в зависимости от концентрации ПМС-200А.

Концентрация Компоненты на основе западно-сибирской нефти Компоненты на основе узбекских нефтей

ПМС-200А ЛГКК-газойль 35%масс. ЛГК - газойль 30%масс.

% масс. каталитичес- гудрона замедленного 1удрона

кого крекинга коксования

Твс Тз Твс Тз Твс Тз Твс Тз

0 64 -35 82 -30 77 -32 92 -32

0,0001 69 - 86 - 70 -35 86 -35

0,001 74 -33 84 -28 72 -48 79 -44

0,01 68 - 82 - 75 -37 8<- -36

0,1 64 -36 79 -32 79 -30 89 -31

С,% масс.

Рие.2.Влияние концентрации С добавки ПМС-200А на; температуру застывания нефгяпех фракций: 1-ЛГК фр.180-360°С;2-фр1200-300 "С; 3-профилакгическое средство (с содерж. гудрона 30% масс.) 4-профипакгическое средство (с содерж. гудрона 50% масс.)

Следует добавить, что при введение ОПП в оптимальных концентрациях (1-2 % масс.) в ПС на основе газойля каталитического крекинга и гудрона западносибирских нефтей наблюдалось понижение температуры застывания на 15-20 °С. Из этого 'можно сделать вывод, что для каждой композиции в зависимости от природы и состава требуется подбирать добавку с учетом его свойств, группового и химического состава. Оптимальная концентрация добавки находится в ^пределах 0,001-0,005 % масс. Из рисунка видно, что в данном интервале концентраций ПМС-200А обладает хорошими депрессорными

свойствами, в результате чего удалось снизить температуру застывания смесей на 12-16 °С. Дальнейшие исследования были направлены на изучение изменения температуры вспышки ПС в зависимости от внешних воздействий. Показано влияние гудрона на температуру вспышки (рис.3). Из рисунка видно, что с увеличением содержания гудрона пропорционально повышается температура вспышки композиции.

Также показано влияние содержания ПМС-200А на температуру вспышки (рис.4).

В области содержания добавки 0,001-0,005 % масс, температура вспышки смесей понижается, но при этом соответствует нормам технических условий.

Далее показано изменение размеров дисперсных частиц в зависимости от добавки ПМС-200А (рис.5). Также установлена взаимосвязь между размерами дисперсных частиц и температурой застывания.

Твс,°С

30 50 70

С, % масс, гудрона.

Рис.З] Влияние концентрации С гудронл на температуру вспыыки ТвсЛГК.

Твс.,°С

О 0,0001 0,001 0,005 0.01 ОД ■ 0,15

С, % масс.

Рис.4. Влияние концентрации С, ПМС-200А на температуру вспышки нефтяных композиций: 1-ПС с содержанием гудрона 30 % масс; 2-ЛГК фр.200-300 °С.

0,0001

0,001 0,005 С,%масс.

0,01

Ранее было

показано, что существует корреляция между

размерами частиц и положением длины волны • максимума спектра флуоресценции асфальтеносодержащих систем. Увеличение эффективного размера приводит к

длинноволновому

смещению максимума спектра флуоресценции в диапазоне 550-600 нм. Учитывая то, что для определения размеров частиц методом поляризованной флуоресценции требуются измерения средних времен жизни возбужденного состояния с использованием пикосекундной техники, в работе проведены лишь измерения положения максимумов спектров излучения.

Показано, что с достижением концентрации гудрона, содержащего значительное количество асфальтено-смолистых компонентов, значения 30%

Рис.5. Влияние концентрации С добавки ПМС-200А на размеры частиц дисперсной фазы ПС:

1-ПС содержащее 50 % масс, гудрона;

2-ПС содержащее 30 % масс, гудрона.

3- ЛГК фр. 200-3005С.

1 12 (масс.) длина волны максимума спектра флуоресценции минимальна и составляет 5( 5 нм.

Это является дополнительным свидетельством' того, что применение метода тур Зидиметрии для анализа степени дисперсности является корректным. Из рисунка видно, что система имеет минимальную температуру застывания и минимальный размер частиц дисперсной фазы при концентрации ПМС-200А в ПС 0,001-0,005 % масс.

В четпертой главе представлены результаты изменения вязкостных свойств профилактических средств в зависимости от содержания гудрона и добавки ПМС-200А. Показано, что по мере увеличения содержания гудрона вязкость возрастает (рис.6). Кроме того установлено, что добавка ПМС-200А на вязкость с леей влияет незначительно.

Исследованы смачивающие и пылеподавляющие свойства пылесвязывающего средства. Для того, чтобы выбрать оптимальный состав низкозастывцющих ПС необходимо учитывать их смачивающие и пылеподавляющие свойства. Для устранения пыления дисперсного материала

необходимо, чтобы

аутогезионные силы

сцепления между частицами пыли превышали силы отрыва, возникающие в результате действия

внешних, ветровых или механических воздействий, т.е. необходимо повысить прочность дисперсного материала.

Повышение прочности пылящего дисперсного материала можно добиться его уплотнением,

Рис.6 .Зависимость условной вязкости газо глевых фракций от содержания гудрона: 1- фр. 180-360 °С; 2-фр.200-360 °С; 3-фр. 200-300 °С.

увеличением плотности упаковки частиц и числа межчастичных контактов между ними или увлажнением, так как частицы, связанные между собой жидкостными мостиками-менисками, стягиваются между собой капиллярными силами.

Второй путь является более приемлемым, потому, что при сдвиговых усилиях коагуляционные контакты не разрушаются, а происходит только скольжение частиц друг относительно друга за счет жидкостных прослоек между ними.

Важным достоинством второго способа является и то, что при попадании на поверхность увлажненного дисперсного материала новых порций сухой

для всех образцов как время стабилизации массы профилактированной угольной пыли при самом большом содержании гудрона до 60 % масс.

42

пыли под действием капиллярных сил происходит ее смачивание и тем самым предотвращается дальнейшее пыление.

22

0 б 10 20 30 40 50 60 С, % масс.гудрона.

Рис.7. Зависимость поглощающей способности угольной пыли по отношению к составам ПС при различных концентрациях гудрона. Время контакта 2 - суток. 1-при -20 "С; 2-при +20 °С.

На рис.7 приведены значения концентраций ПС в угольной пыли (фр. <0.25 мм) при времени контакта 2 суток и температуре плюс 20 °С и минус 20 °С в зависимости от содержания гудрона в газойле коксования. Время контакта (2 суток) было установлено опытным путем

Приведенные данные показывают, что равновесное содержание ПС в угольной пыли меняется экстремально, а не пропорционально возрастанию концентрации гудрона в газойле коксования.

На величину поглощающей способности угольной пыли влияет также поверхностное натяжение и краевой угол смачивания. Результаты замеров поверхностного натяжения ПС приведены на рис.8. Из рис.8 видно, что при увеличении концентрации гудрона до. 15-30 % масс, поверхностное натяжение снижается, а затем возрастает. При понижении температуры застывания поверхностное натяжение ПС увеличивается.

50 _I На величину

поглощающей способности угольной пыли, кроме поверхностных свойств ПС влияют также поверхностные свойства самой угольной пыли.

В нашем случае влияние поверхностных свойств

угольной пыли на величину поглощающих свойств

исключено тем, что все опыты проводились на образцах одной и той же пыли с одинаковой

_ С,%масс. (гудрон) Рис.8. Зависимость

поверхностного натяжения газойля

коксования (фр. 200-300 °С) от

концентрации гудрона.

1-при 0 °С; 2-при 20 °С; 3-при 50

"С.

дисперсностью (фр. <0.25 мм).

Исходя из полученных результатов можно сделать вывод, что ПС находящееся в экстремальном состоянии (когда ССЕ имеет значения 11тах или Ят1„ ) имеет экстремальное значение поглощающей способности к угольной пыли.

Обобщая все выше сказанное можно сделать вывод, что поглощение ПС угольной пылью и равновесное его содержание в угольной пыли зависят от

поверхностного натяжения, вязкости ПС и от размеров частиц дисперсной фазы, при всех прочих равных условиях (поверхностная активность угольной пыли, ее дисперсность, удельная поверхность пор).

Скорость смачивания пыли определяется вязкостью, поверхностным натяжением ПС при температуре применения. Из рис. 9 видно, что с увеличением содержания в ПС гудрона от 5 до 50 % масс, скорость смачивания в начале повышается а затем, по мере увеличения концентрации гудрона, понижается.

Максимальная скорость смачивания пыли лежит в области 15-30% масс, гудрона в ПС. Это можно объяснить тем, что в этой точке имеется минимальное значение поверхностного натяжения (рис.8).

При температурах ниже минус 30 °С характер изменения прочности профилактированной пыли меняется и определяющую роль при этом играет фазовое состояние ПС. Чистый газойль и газойль с содержанием гудрона больше 40 % масс, при таких условиях находятся в состояние геля, поэтому прочность на сдвиг для обработанной ими угольной пыли максимальна. В области максимального действия депрессорной присадки жидкостные прослойки находятся еще в подвижном состояние, обеспечивая скольжение частиц пыли друг относительно друга. Рис.10

10 20 30 40

С, % масс.(гудрон).

Рис.Э.Зависимость скорости смачивания угольной пыли (фр. < 0,25 мм) газойлем коксования (фр. 200-300 °С) от содержания в нем гудрона при различных температурах. 1-при 0 "С; 2-при -10 °С; 3-при -20 "С.

240

При составлении технических условий для нового ПС требования к

температурам застывания

ограничивались значением минус 30 °С. Это обусловлено тем, что средняя зимняя температура ниже минус 10 °С не опускается, а отрицательная температура составляет в среднем минус -29 °С. Необходимо добавить, что за последние 20 лет температуры ниже минус 30 градусов наблюдались в 1994 году (до минус 32°С). Поэтому ограничение по температуре

10 20 30 40 С, % масс, (гудрон).

Рис. 10. Зависимость аэроэрозионной прочности угольной пыли, пропитанной газойлем коксования (фр. 200-300 °С) до полного насыщения от содержания в нем гудрона при температуре -30 "С. \/-скорость струи воздуха.

застывания является достаточным.

На основе лабораторных испытаний и с учетом климатических условий республики составлены технические условия для нового образца ПС.

Пятая глава диссертации посвящена разработке технологии производства нового состава ПС на базе Ферганского НПЗ.

Технологическая схема, составленная для разработки ПС, не требует больших капитальных затрат (рис.11).

В марте 2000 года согласно техническим условиям (ТБЬ 39.3-180:1999) выработана опытно-промышленная партия профилактического средства "Ферпрос" и проведено промышленное испытание на угольном разрезе "Ангренский".

В таблице 3 представлены характеристики опытно-промышленной партии ПС «Ферпрос» направленного на испытание в разрез «Ангренский».

Пргащнгшальная технологическая схсма приготовления пылесвязыг.агощего средства «Ферпрос». I-Лепшй газойль коксования; П-Гу^он; Ш-Добавка ПМС-20С) А; ÍV-Готсщын продукт. 1-насосы, 2-расходомеры;3-тгтаобменшш1; 4-хотодашьник.

Таблица 3

Качество опытно-промышленной партии ПС.

Наименование показателей Норма Фактически

Вязкость условная при 50 °С, сек. 1,5-3,5 1,6

Температура вспышки определенная в

закрытом тигле, °С, не ниже 80 86

Температура застывания, °С, не выше . -30 -31

Содержание воды, масс.%, не более 0,5 следы

Содержание мех. примесей, не более 0,3 0,25

Показано, что в результате применения "Ферпрос" сократилось пылеобразование на автодорогах на определенный период времени, уровень пыли в воздухе понизился до санитарных норм (2 мг/м3), улучшились условия труда водителей автотранспорта. В таблице 4 приведены результаты замера уровня пыли в воздухе рабочей зоны.

Таблица 4.

Результаты замера уровня запыленности воздуха.

Состояние дорожных участков Запыленность, мг/м3

кабина водителя обочина дороги в 3 м. от оси движения обочина дороги за автомобилем.

Контрольный участок Участок обработанный ПС: 1-суток 2-суток 4-суток 15-35 68,0 450-580 0,8-1,0 0 1,2 1,5-2,0 1,8-2,0 1,5-1,8 4,5-12,0 8

В экономической части произведен расчет экономической эффективности от применения профилактического средства на 1 км дороги за

один месяц. Эффект составил 190 условных единиц (у.е.). При пересчете на весь угольный разрез можно с экономить 57000 у.е., что снижает расходы на 1т продукта на 0,11%. Экономия достигается за счет уменьшения транспортных расходов и расхода воды. Следует добавить, обрабатываемая часть дороги составляет порядка 25-30 км.

Расчет экономической эффективности представлен в таблице 5. В последние годы добыча угля составляет около 2млн. тонн в год.

Таблица 5.

Расчет экономической эффективности нового ПС.

Обработка дорог водой Обработка дорог ПС "Ферпрос"

Расход: 2 л/м2 Расход: 1-1,3 л/м2

Ежемесячный расход 2400 тонн на 1 км дороги. Ежедневно 80 тонн. Цена 1т=0,75 у.е.; общ.=0,75 у.е.х2400 т= 1800 у.е. Ежемесячный расход 20 тонн на 1 км дороги. Цена 1т=140 у.е.; общ.= 140 у.е.х20 т=2800 у.е.

Расходы на транспорт (для одного раза = 5 у.е.)

Количество рейсов, необходимых для поливки 1 км дороги. 240 рейсов в месяц (8 рейсов в день). Расходы за месяц 240x5=1200 у.е.; Количество рейсов, необходимых для поливки 1 км дороги. 2 рейса в месяц. Расходы за месяц 2x5=10 у.е.

ИТОГО: 3000 у.е. 2810 у.е.

ВЫВОДЫ

1. С позиции физико-химической механики нефтяных дисперсных систем разработаны новые составы и технология производства профилактических средств (ПС) с использованием газойлей коксования и гудрона имеющихся на Ферганском НПЗ, что позволило отказаться от дефицитного компонента-легкого газойля каталитического крекинга

2. Впервые в качестве депрессорной добавки использована присадка полиметилсилоксан (антипенная присадка ПМС-200А). Установлено, что при вводе 0,001-0,005 % масс. ПМС-200А приводит к экстремальному изменению средних размеров дисперсных частиц и эксплуатационных свойств ПС. При введении 0,001-0,005 % масс. ПМС-200А в ПС установлена понижение температуры застывания на 12-16 °С. Установленная закономерность позволяет увеличить содержания гудрона в ПС с 30 до 50 % масс.

3. Установлена зависимость аэроэрозионной прочности поверхности пыли обработанной профилактическим средством до полного насыщения от концентрации гудрона при разных температурах. Показано, что составы ПС содержащие 20-30 % масс, гудрона, обладают лучшей прочностью, и профилактированная поверхность пыли разрушается лишь при скорости струи воздуха 230 м/сек.

4. Определены смачивающие свойства и скорости смачивания пыли для различных составов ПС. Установлено, что ПС, содержащее 20-30 % масс, гудрона, обладает скоростью смачивания 15-25 мм/час при различных температурах. Ранее известные средства обладают скоростью смачивания 810 мм/час.

5. На основе выявленных закономерностей, а так же с учетом особенности климатических условий Узбекистана, разработаны технические условия (TSh 39.3 - 180: 1999) на профилактическое средство под условным названием "Ферпрос». На Ферганском НПЗ по разработанной технологии наработана опытно-промышленная партия ПС-«Ферпрос» в количестве 200 тонн и проведены промышленные испытания на угольном разрезе "Ангренский". Показано, что по результатам испытания разработанный средство «Ферпрос» соответствует требованиям технических условий и по показателям качества не уступает известным прототипам типа "Универсин-С".

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Тетеревятникова Н.Б., Тешабаев З.А., Сафиева Р.З. Комплексное воздействие на формирование структуры нефтяных дисперсных систем. Тезисы докладов II научно-технической конференции к 850-летию Москвы. Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России. Москва, ГАНГ им. И.М.Губкина, 22.01-24.01.1997г. - С. 32-33.

2. Сайдахмедов Ш.М., Сафиева Р.З., Тешабаев З.А. Разработка технологии получения нефтяных пылесвязывающих профилактических средств для Узбекистана. Тезисы докладов I Международного симпозиума "Наука и технология углеводородных дисперсных систем". Москва, ГАНГ им.И.М.Губкина, 29.10-31.10.1997г. -С. 77.

3. Тешабаев З.А., Кожевникова Ю.В. Перераспределение компонентов УДС при компаундировании газоконденсатов и нефтей. Тезисы докладов I Международного симпозиума "Наука и технология углеводородных дисперсных систем". Москва, ГАНГ им.И.М.Губкина, 29.10-31.10.1997г. -С. 43. ■

4. Тешабаев З.А., Беркин Д.А. Новые области применения профилактических средств. Тезисы докладов 53-й межвузовской студенческой конференции "Нефть и газ-99". Москва, РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 20.04.-22.04. 1999г.-С. 35.

5. Тешабаев З.А., Маврина А., Ибрахим Мохаммед Али Регулирование температуры вспышки нефтяных фракций с помощью добавок. Там же- С. 38.

6. Сафиева Р.З., Тешабаев З.А. Перераспределение компонентов УДС при компаундирование. Сборник научных трудов. УзНИПИнефтегаз. г.Ташкент, издательство "Фан" РУз 98г. стр.79-81.

7. Тешабаев З.А., Бурлаков С. Совместная переработка нефти и газоконденсата. Тезисы докладов III Всероссийской конференции молодых ученых,

специалистов и студентов по проблем газовой промышленности России. Москва, РГУ НГ им.И.М.Губкина. 28-30 сентября, 1999г.-С. 24.

8. Тешабаев З.А., Сайдахмедов Ш.М., Сафиева Р.З. Разработка профилактических средств Феран-3 и Феран-Л для Узбекистана из продуктов Ферганского НПЗ. Тезисы и доклады Республиканской научно-технической конференции "Актуальные проблемы переработки нефти и перспективы производства смазочных материалов в Узбекистане". Ташкент. 6-8 октября, 1999г.-С. 6.

9. Сайдахмедов И.М., Тешабаев З.А. Совместная переработка нефти и газоконденсатного сырья Узбекистана. Тезисы и доклады Республиканской научно-технической конференции "Актуальные проблемы переработки нефти и перспективы производства смазочных материалов в Узбекистане". Ташкент. 6-8 октября, 1999г. -С. 7.