автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Термолиз остаточного нефтяного сырья с активирующими добавками для производства вяжущих

На правах рукописи

ПЕТРЕНКО АННА ЮРЬЕВНА

ТЕРМОЛИЗ ОСТАТОЧНОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ С АКТИВИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА

ВЯЖУЩИХ

003162367

05 17 07 - Химия и технология топлив и специальных продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003162367

Работа выполнена на кафедре технологии переработки нефти Российского государственного университета нефти и газа имени И М Губкина

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Туманян Борис Петрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор, Горлов Евгений Григорьевич ФГУП «Институт горючих ископаемых» Научно-технический центр по комплексной переработке твердых горючих ископаемых

кандидат технических наук, Тимохин Иван Анатольевич главный технолог НЛП «Пласма»

Ведущая организация ООО «ПО «КИРШНИБЕФТЕОРГСИНТЕЗ»

Защита состоится « /<£» НОЛБР/1 2007 года в /Г часов в ауд на заседании диссертационного совета Д 212 200 04 при Российском государственном университете нефти и газа имени И М Губкина по адресу 119991, г Москва, Ленинский проспект, 65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа имени И М Губкина

Автореферат разослан « //»отврл 2007

года

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212 200 04,

доктор технических наук, профессор ¿р Г ¿Т' РЗ Сафиева

Общая характеристика работы

Актуальность_работы. Современное состояние

нефтеперерабатывающей отрасли России характеризуется наличием значительных мощностей крупных нефтеперерабатывающих предприятий наряду с заметным распространением отдельно стоящих малотоннажных производств переработки нефтяного сырья Одновременно сложившаяся ситуация характеризуется большим количеством отходов и отработанных продуктов нефтяного происхождения, образующихся в значительных количествах практически во всех отраслях народного хозяйства Появление подобных остаточных продуктов, в частности, отработанных масел, смазок, нефтяных пшамов обусловливает необходимость их всестороннего изучения с целью квалифицированного использования и, прежде всего, с точки зрения решения экологических проблем

Наиболее целесообразным способом использования остаточных нефтепродуктов является получение из них товарной продукции глубокой переработкой Альтернативным вариантом в этом направления может явиться загущение нефтяного остаточного сырья с целью получения вяжущих материалов, мастик, нефтяных пеков, битумов и т п Как правило, для производства таких продуктов в качестве сырья служат нефтяные высоковязкие остатки, выкипающие при температурах 450-500°С и лишь незначительное число известных процессов в качестве сырья для этой цели используют менее вязкие нефтепродукта В этом отношении представляет интерес процесс термолиза остаточного нефтяного сырья в присутствии активирующих добавок

Несмотря на возрастающий спрос на подобные процессы исследования в этой области не систематизированы и разрознены Одновременно необходимо изучение механизма образования и возможности регулирования структурообразования в нефтяных системах в процессах термической переработки В настоящее время складывается положение, при котором уровень знаний о подобных процессах недостаточен для адекватного-?

описания таких систем В соответствии с изложенным диссертационная работа является актуальной, так как посвящена изучению возможности изменения в широких пределах вязкостно-температурных и структурно-механических свойств нефтяных остатков с целью дальнейшего квалифицированного использования получаемых продуктов

Цель и задачи исследования. Основным направлением исследований являлось изучение влияния активирующих добавок на изменение вязкостно-температурных и структурно-механических свойств нефтяных дисперсных систем в процессе их термолиза В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи

выбор условий термообработки нефтяного сырья и подбор активирующих добавок и их композиций для изменения вязкостных характеристик рассматриваемых нефтяных остатков,

- разработка технологической схемы термолиза нефтяных остатков в присутствии активирующих добавок

Научная новизна. Выявлена принципиальная возможность регулирования вязкостно-температурных и структурно-механических свойств жидких нефтяных остатков в процессе их термолиза путем термообработки в присутствии активирующих добавок Выявлены особенности в действии активирующих добавок различных типов на вязкостно-температурные и структурно-механические свойства нефтяных дисперсных систем в процессе их термолиза Установлено, что введение в нефтяные остатки активирующих добавок на основе алкилсульфонатов интенсифицирует структурообразование в реакционной массе В то же время введение в систему активирующих добавок на основе алкилсалицилатов способствует более монотонному изменению параметров реакционной массы в процессе ее термообработки При этом, при существенном изменении структурно-механических характеристик в процессе термообработки, показано постоянство группового углеводородного состава реакционной массы Установлена возможность регулирования параметров нефтяной

дисперсной системы в процессе ее термообработки путем введения композиционных добавок Предложены возможные варианты механизма действия активирующих добавок в процессе термолиза нефтяного остаточного сырья

Практическая значимость. Разработана технология получения нефтяных вяжущих путем термолиза активированного нефтяного остаточного сырья, и подобраны соответствующие активирующие добавки, температурные условия и аппаратурное оформление процесса Предложена технологическая схема переработки остатка атмосферной перегонки - мазута с получением кровельных битумов Установлена возможность оценки степени старения моторных масел по показателям динамической вязкости и целесообразность постадийяого введения присадок в масло, по мере его старения

Полученные результаты являются базой для составления исходных данных дня проектирования и создания технологического регламента для промышленной установки

Проведено экономическое обоснование предлагаемых технических решений, и показана целесообразность внедрения результатов проведенных исследований в регионах РФ

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на XIV международной конференции «Нефтепереработка и нефтехимия - 2006» (Уфа, Россия, 2006 г), 7-й научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развитая нефтегазового комплекса России» (Москва, Россия, 2007 г )

Публикации По материалам работы опубликовано 5 статей, 2 тезисов докладов в сборниках трудов научно-технических конференций

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 172 страницах, состоит из введения, пяти глав, включающих 49 таблиц, 47 рисунков, списка литературы из 121 наименования и приложений на 7 страницах

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, перспективность и социальная направленность проведенных исследований, связанных с производством нефтяных вяжущих из нефтяного остаточного сырья путем термолиза в присутствии активирующих добавок

Первая глава посвящена обзору литературы по изучаемой проблеме и анализу результатов исследований в области термических превращений углеводородов, проблем утилизации и способов переработки нефтяных остатков, отработанных нефтепродуктов Особое внимание уделяется современным представлениям о механизме превращений углеводородов в нефтяных системах в условиях повышенных температур Приведен обзор технологий для нефтеперерабатывающих предприятий малой мощности

Во второй главе обоснован выбор и приведены физико-химические характеристики объектов исследования, в том числе сырья и активирующих добавок Кроме этого описаны методы анализа, применяемые в экспериментальных исследованиях и расчетно-математический аппарат для обработки результатов

В качестве сырьевых объектов применялось отработанное автомобильное минеральное дизельное масло, вакуумный дистиллят (фракция 420-500°С), базовое масло КС-19 и прямогонный мазут Выбор сырья основывался на поставленных задачах, заключающихся в разработке возможного способа загущения жидких продуктов на нефтяной основе, включая некондиционные и отработанные нефтепродукты

Активирующими добавками являлись продукты на основе нейтральных и щелочных сульфонатов и алкилсалицилатов кальция, бутадиеновые олигомеры, сополимеры этилена с винилацетатом Выбор указанных реагентов обусловливался их доступностью, и наличием достаточных промышленных ресурсов, а также с учетом литературной информации по их поведению в процессах переработки нефтяного сырья

б

Термолиз сырья с активирующими добавками проводился на оригинальной лабораторной установке, состоящей из пяти

термостатируемых ячеек при интенсивном перемешивании образцов

Оценку вязкостно-температурных и структурно-механических свойств сырья и получаемых продуктов проводили при помощи стандартных методов физико-химического анализа, в том числе дериватографии, колориметрии, хроматографии и реовискозиметрии

В третьей главе представлены результаты исследований термолиза различных видов сырья в присутствии активирующих добавок и без них

При постановке опытов варьировалась продолжительность термообработки Продукты термолиза изучались на ротационном вискозиметре при различных скоростях сдвига, основным контролируемым параметром являлась динамическая вязкость Следует отметить, что общий вид реологических кривых для всех исследуемых образцов практически не изменялся Все испытываемые образцы отличались аномальным поведением и представляли собой неньютоновские жидкости В качестве примера на рис 1 приведены реологические кривые мазута

Для удобства рассмотрения результатов в дальнейшем в соответствии с данными реологических исследований были выбраны 3 скорости сдвига 100, 300, 900 с"1, соответствующие областям вязкостных характеристик начала и максимальной скорости разрушения структуры образца, а также практически полностью разрушенной структуре

Было показано, что изменение вязкости проявляется в большей степени в ряду базовое масло - вакуумный дистиллят - отработанное масло - мазут Данные экспериментов приведены на рис 2

Наибольшее изменение вязкости при термолизе мазута связано с присутствием в нем в больших количествах структурообразующих элементов в виде асфальтенов Больший эффект в вакуумном дистилляте по сравнению с базовым маслом также можно объяснить некоторым остаточным количеством асфальтенсодержащих частиц

Рис. 1. Реологические кривые мазута без введения добавок при различной продолжительности термообработки

20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 о

\ "

Л

ф

- - - ----■ — ^—. --

■

1' -

, , - ♦ ——♦— — - 1=—

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Скорость сдвига, с-1

- мазут исходным ■

-1 час ■

-2 часа •

-3 часа -*-5 часов

Рис. 2. Изменение динамической вязкости различных видов нефтяного сырья в зависимости от продолжительности термообработки

90000 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 о

1 "

!

/

/

/ /

-—1 ■

Г^НГ 1 —■——I 1----- -------------1------1 1-■

Время, ч

-отработанное масло ■

■ вакуумный дистиллят -

- базовое масло •

-мазут

Различие вязкостно-температурных характеристик полученных образцов связывалось с изменением размеров частиц дисперсной фазы В этой связи изучалось изменение размеров частиц дисперсной фазы, в зависимости от продолжительности времени термообработки для различных видов сырья Результаты экспериментов для вакуумного дистиллята представлены в табл 1

Таблица 1

Влияние продолжительности термообработки на размеры частиц дисперсной фазы и динамическую вязкость вакуумного дистиллята

Продолжительность термообработки, ч Размеры частиц дисперсной фазы, нм Динамическая вязкость при 100 с'1, мПа*с

0 383,87 1232

1 2129,63 1724,8

2 3639,36 937,3

3 3639,36 2217,6

5 2342,01 2710,4

6 4859,68 2710,4

При термообработке вакуумного дистиллята следует учитывать, как было указано ранее, наличие в них асфальтенсодержащих структурных элементов, которые при термических воздействиях различной интенсивности взаимодействуют между собой с образованием структурных элементов с экстремальным изменением их размеров частиц, плотности упаковки и конфигурации Следует отметить, что аналогичными исследованиями с указанными образцами, проведенными через 3 месяца, было показано существенное уменьшение размеров частиц и сглаживание экстремумов на экспериментальных кривых

В дальнейших экспериментах изучался процесс термолиза при введении активирующих добавок в сырье Результатом экспериментов явилась разработка возможности регулирования вязкостно-температурных характеристик выбранных видов нефтяного сырья при их термообработке и

влияния на процесс уплотнения реакционной массы присадок или активирующих добавок различных типов

В качестве добавок были приняты нейтральные и среднещелочные сульфонаты АД-1 и АД-10, алкилсалицилаты АД-14 и АД-20, сополимер этилена с винилацетатом АД-5 и каучуки АД-2, АД-3, АД-4

В процессе экспериментов изучалось влияние на вязкостно-температурные и структурно-механические свойства продолжительности термообработки и концентрации введенных добавок Более того, изучалось влияние сочетания добавок различных типов на результаты процесса Изменение вязкостно-температурных и структурно-механических свойств изучалось по реологическим кривым, а также оптическим свойствам, позволяющим наряду с определением размеров частиц дисперсной фазы предложить механизм происходящих превращений в нефтяной дисперсной системе Изменение динамической вязкости вакуумного дистиллята при термолизе в присутствии активирующих добавок различного происхождения приведено на рис 3, на котором также представлены зависимости, характеризующие изменения вязкостно-температурных свойств полученных продуктов во времени

Как видно, заметное повышение динамической вязкости продуктов термолиза исходного вакуумного дистиллята происходит после 3 часов термообработки Введение добавок в сырье существенно изменяет показатели вязкости получаемых продуктов

В четвертой главе представлены эксперименты по изучению механизма термолиза нефтяного сырья с использованием в качестве испытуемой системы базового масла В связи с тем, что в условиях принятых температур и продолжительности термообработки в базовом масле не происходило заметных изменений вязкостно-температурных свойств, оно было принято в качестве модельного объекта

Проведенные исследования позволили одновременно оригинально подойти к решению химмотологической задачи, заключающейся в оценке

отработки и степени старения масла в двигателях по показателям динамической вязкости.

В этой связи было исследовано изменение динамической вязкости с однократным вводом присадок АД-1 и АД-10 в сырьевую композицию

2500

2000 1500

1 2 3 4 5

Время, ч

А вакуумный дистиллят с добавкой АД-20 —♦— вакуумный дистиллят с добавкой АД-20 через 3 месяца —А - вакуумный дисталлят без добавки —♦ - вакуумный дистиллят без добавки через 3 месяца Ж вакуумный дистиллят с добавкой АД-1

Рис. 3. Изменение динамической вязкости вакуумного дистиллята в зависимости от продолжительности термообработки при скорости сдвига 100 с-1

3000

базового масла, а также с постадийным вводом присадок в процессе термообработки масла с интервалом в 1 час. Данные экспериментов представлены на рис. 4.

Анализ, представленных кривых показывает, что постадийный ввод сулъфонатных присадок позволяет снизить вязкость системы почти в 2 раза и тем самым увеличить срок эксплуатации масла в двигателе.

Специальной серией экспериментов с применением дифференциально-термического анализа было исследовано поведение отработанного масла при термолизе в присутствии окислителей.

и

Рис. 4. Изменение динамической вязкости базового масла, термообработанного с однократным и постадийным вводом добавки АД-10, при скорости сдвига 100 с-1

Время, ч

-■-базовое масло -*-с однократным вводом -#-с постадийным вводом

В результате исследований показано, аномальное поведение при термических превращениях отработанного масла, содержащего 0,1% масс, окислителя, проявляющееся в эффектах торможения разложения масла.

Рассмотренные эффекты, проявляющиеся при термолизе нефтяного сырья, предопределили постановку дальнейших экспериментов, связанных с усложнением состава исходной нефтяной системы, предполагая возможность изменения и регулирования вязкостно-температурных и структурно-механических свойств в широких пределах продуктов термолиза.

На данном этапе исследований оказалось целесообразным направить дальнейшие исследования на разработку способа загущения жидких нефтяных остаточных нефтепродуктов, в частности мазутов, нефтяных шламов, отработанных масел, с целью получения продуктов, имеющих реальные возможности использования. Такими продуктами могут являться

мастики, пеки, битумы различных марок. С этой целыо для дальнейших исследований в качестве основного вида сырья был выбран мазут.

Изменения динамической вязкости продуктов термолиза мазута в присутствии активирующих добавок ЛД-1 и АД-14 представлено на рис. 5.

Рис. 5. Изменение динамической вязкости мазута, термообработанного с добавками различной природы, при 100 с-1

Время, ч

-♦-мазут без добавок -»-мазут с добавкой АД-14 мазут с добавкой АД-1

Как видно из представленных данных исходный мазут, а также мазут, содержащий алкилсалицштатную добавку АД-14, при любом времени термообработки практически не загустевает. Введение сульфонатной добавки АД-1 приводит к загустеванию и потере текучести и, очевидно, образованию прочной структуры уже после двух часов термообработки.

В соответствии с коллоидно-химическим представлением, мазуты представляют собой асфальтенсодержащую систему. При этом асфальтеновые частицы через свои активные центры формируют некоторые агрегативные комбинации. Последние претерпевают физические

превращения в условиях температур эксперимента В процессе физических превращений может меняться конфигурация частиц, их размер, количество периферийных активных центров и, соответственно, общая активность агрегативных комбинаций к межмолекулярным взаимодействиям в системе Повышение времени термообработки исходного мазута способствует взаимодействию частиц, проявлению в системе конкурирующих процессов физического разрушения агрегативных комбинаций по местам связи активных центров асфальтенов, и наоборот, соединение через активные центры асфальтенсодержащих частиц Повышение времени термообработки сдвигает равновесие в сторону образования более крупных активно взаимодействующих шрехативных комбинаций и, соответственно, монотонного повышения вязкоеш системы

Алкилсульфонатная добавка в мазуте проявляет диспергирующее действие Введение в систему активирующей добавки АД-1 купирует взаимодействие образующихся при физическом разрушении асфальтеновых частиц за счет собственного взаимодействия присадки с активными центрами асфальтеновых частиц

Введение добавки, прежде всего, приводит к интенсивному мицеллообразоваышо, проявляющемся во взаимной ассоциации молекул поверхностно-активных веществ добавки Молекула ПАВ состоит, по крайней мере, из двух частей полярной и неполярной Именно это придает ей поверхностно-активные свойства В разбавленных растворах молекулы ПАВ находятся далеко друг от дру" и не ассоциированы С увеличением концентрации ПАВ наступает 1акой момент, когда его молекулы объединяются в группы -- мицеллы Сразу но всому объему образуется множество мицелл небольших размеров Дальнейшее увеличение концентрации ПАВ сопровождается ростом уже образовавшихся мицелл, а новых мицелл при этом практически не образуется В простейшем случае мицеллы представляю г собой шаровые скопления, особым образом ориентированные друг о гноси iejn.no друга и дисперсионной среды В

нефтяной системе мицеллы добавки будут группироваться таким образом, что их неполярные углеводородные хвосты будут направлены наружу, в неполярную среду, а полярные части будут соприкасаться

Таким образом, в системе появляются новые структурные образования добавки, отличающиеся четко выраженной границей раздела и некоторой поверхностной энергией Введенная в систему добавка концентрируется на поверхности агрегативных комбинаций, что способствует их сближению и взаимодействию Указанные взаимодействия осуществляется через мицеллы добавки, что приводит к резкому росту размеров агрегативных комбинаций в системе Повышение температуры приводит к разрушению агрегативных комбинаций на множесгво более мелких структур, продолжающих взаимодействовать через мицеллы присадки с образованием более прочного структурного каркаса, что приводит к резкому повышению вязкости уже на ранних стадиях термообработки

Было сделано предположение, что при подобных превращениях системы в большей степени должны изменяться размеры агрегативных комбинаций, а их качество должно оставаться практически неизменным Указанные предположения подтвердились изучением группового углеводородного состава продуктов термолиза Как видно из табл 2 проведение процесса без добавки существенно от ражается на групповом углеводородном составе получаемых продуктов Относительное изменение группового углеводородного состава мазута представлено в табл 3 Показано, что в некоторых случаях относительное изменение значения содержания различных групп углеводородов достигает 70% и выше При сравнении данных отчетливо видно, что введение в систему алкилсульфонатной добавки способствует поддержанию постоянства группового углеводородного состава во всем интервале изучаемых режимов процесса

Пятая глава посвящена разработке 1ехнологии производства кровельных битумов из мазутов Переработка мазутов в битумные материалы

представляет значительный интерес, так как позволяет квалифицированно использовать атмосферные остатки, направляемые в схемах переработки по неглубокому варианту на топливо

Таблица 2

Изменение группового углеводородного состава мазута при термообработке

Компонент Мазут Мазут с добавкой АД-1 (3% масс)

Продолжительность термообработки, ч

0 1 2 1 2

Парафино-нафтеновые углеводороды, % масс 31,13 31,70 14,99 32,84 31,62

Ароматические углеводороды, % масс Моноароматические Биароматнческие 13,89 8,89 11,75 10,08 7,08 5,И 15,08 13,97 11,13 10,08

Полиароматические 27,72 19,54 9,37 20,67 19,50

Смолы, % масс 5,60 13,10 5,55 9,38 12,85

Асфальтены, % масс 12,77 13,83 57,90 8,06 14,82

Всего, % масс 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

Особый интерес при этом, наряду с дорожными битумами, могут вызвать марки битумов, отличающиеся высокой стоимостью, например кровельные, изоляционные, хрупкие и др Как показали результаты предыдущих исследований, термолиз мазутов не позволяет изменить вязкостно-температурных и структурно-механические свойства до требуемых значений в соответствии с нормативными документами по битумным материалам Введение активирующей добавки в систему оказывает существенное влияние на вязкостно-температурные, структурно-механические, а также малакометрические свойства продуктов термолиза Нами проведены эксперименты по возможности загущения мазутов с помощью активирующих добавок и их композиций Следует отметить, что введение добавок в продукты термолиза практически не изменяет

16

качественные показатели исследуемых образцов, в то время как введение добавок в исходное сырье позволяет в значительной степени влиять на основные характеристики битумов вплоть до получения товарных продуктов

Таблица 3

Относительное изменение группового углеводородного состава мазута

Компонент

в присутствии добавки АД-1, % от продолжительности термообработки без добавки, % от продолжительности термообработки с добавкой АД-1, %

Продолжительность термооб] эаботки, ч

Относительное изменение показателей

Парафино-нафтеновые углеводороды, % масс

+ 3,47

+ 52,59

1,80

- 52,71

+ 5,21

■3,72

Ароматические углеводороды, % масс

Моноароматические

Биароматические

Полиароматические

+ 22,08

+ 36,39

15,41

- 39,75

+ 7,89

+ 27,85

+ 49,31

+ 11,81

-49,30

+ 36,36

+ 5,47

+ 51,95

-29,51

- 52,05

- 25,43

- 26,19

- 27,85

-5,66

Смолы, % масс

■ 28,39

56,81

■ 57,25

- 57,63

+ 40,30

+ 27,00

Асфальтены, % масс

+ 41,72

- 74,40

+ 7,66

-76,11

- 36,88

+ 45,61

В рассмотренных системах представилось возможным получить в

соответствии требованиями нормативных документов кровельные битумы

марок БНК 40/180 и БНК 45/190 (ГОСТ 4598-74) Характеристики

полученных продуктов в сравнении с нормами ГОСТ приведены в табл 4

Как видно из представленных данных битум, полученный введением

добавок АД-1 и АД-5 в исходный мазут, соответствует показателям качества

кровельного битума марки БНК 40/180 Образец битума, полученный на

основе добавок АД-1 и АД-3, по основным показателям качества отвечает

17

кровельному битуму марки БНК 45/190, однако необходимо проведение дополнительных исследований для определения массовой доли парафина

Таблица 4

Показатели качества полученных при термолизе образцов битумов

в сравнении с требованиями нормативных документов

Наименование показателя Композиции битумов Норма для марки

Мазут + КАД-15 3% Мазут + КАД-13 3% БНК 40/180 БНК 45/190

1 Глубина проникания иглы при 25°С, ОД мм 161 218 160-210 160-220

2 Температура размягчения по кольцу и шару, °С 37 47 37-44 40-50

3 Температура хрупкости, °С, не выше - - - -

4 Растворимость в толуоле или хлороформе, % не менее 99,8 99,5 99,50 99,50

5 Изменение массы после нагрева, % не более 0,8 0,7 0,8 0,8

6 Глубина проникания иглы при 25°С в остатке после прогрева, % от первоначальной величины, не менее 74 68 60 60

7 Температура вспышки, "С, не ниже 250 246 240 240

8 Массовая доля воды, не более следы следы следы следы

9 Массовая доля парафина, %, не более - - - 5,0

10 Индекс пенетрации - 2,4 - 1,0-2,5

Очевидно, расширение спектра применяемых добавок и варьирование продолжительности процесса термообработки является перспективным путем определения режимов производства марок битумов различного назначения.

Рис. 6 Технологическая схема термолиза нефтяных остатков

Потоки: 1 - обессоленная нефть; II - газ; П1 - прямогонный бензин; IV -дизельная фракция; V - битум; VI - добавка; VII - отгон. Аппараты: К-1 -ректификационная колонна; М-1, М-2 - реактор-смеситель; П-1, II-2 - печь; С-1, С-2 - сепараторы; Е-1 - емкость с присадкой; Р-1, Р-2 - резервуары; ABO - аппарат воздушного охлаждения; Т-1, Т-2 - теплообменники, Н-1, Н-2, Н-3, Н-4 - насосы.

Проведенные экспериментальные исследования, полученные результаты и их анализ позволили предложить промышленный способ осуществления термолиза мазута, с разработкой соответствующего технологического блока С целью комплексного решения проблемы указанный блок комбинировался с установкой атмосферной перегонки нефти Технологическая схема производства представлена на рис 6

Основными узлами установки являются блок фракционирования, блок подготовки мазута и введения пакета активирующих добавок и реакционный блок

По результатам исследований и предложенной технологической схеме производства были проведены экономические расчеты с целью оценки эффективности от внедрения предлагаемых технических решений предположительно в двух географических регионах РФ - в Поволжье и в Восточной Сибири Результаты расчетов показали, что сроки окупаемости производств не превышают 4 года

ВЫВОДЫ

1 На базе комплексных исследований термолиза нефтяного остаточного сырья в присутствии активирующих добавок установлена возможность изменения в широких пределах вязкостно-температурных свойств жидких нефтяных остатков различного происхождения

2 На основе изучения постадийного ввода присадок предложен способ продления срока службы масел в двигателях

3 Предложен возможный механизм структурообразова ния при термических превращениях нефтяных остатков в присутствии алкилсульфонатов, и установлено, что добавка способствует преимущественному изменению вязкостно-температурных характеристик при постоянстве группового углеводородного состава нефтяной дисперсной системы

4 С применением дифференциально-термического анализа установлено аномальное поведение при термических превращениях нефтяных остатков в присутствии окислителей, заключающееся в изменении области термических превращений с одновременным торможением их разложения

5 Получены опытные образцы вяжущих материалов, удовлетворяющих по качеству нефтяным кровельным битумам различных марок, а также удовлетворяющим по некоторым показателям дорожным битумам

6 Предложена технологическая схема производства кровельных битумов из мазутов и проведена технико-экономическая оценка при ее внедрении в регионах РФ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Игонина АЮ «Изучение возможности регулирования параметров реакционной массы процесса термолиза в термодинамических условиях» Тезисы XIV международной конференции «Нефтепереработки и нефтехимия - 2006» Уфа 2006 г с 274

2 Игонина А Ю «Особенности термических превращений активированного нефтяного сырья» Тезисы 7-й научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» Москва 2007 г с 289-290

3 Б П Туманян, А Ю Игонина «Современные аспекты термолиза нефтяного сырья» /«Химия и технология топлив и масел», № 2, 2005 г с 52-53

4 АЮ Игонина, БП Туманян «Реологические исследования продуктов термолиза активированного нефтяного сырья» /«Технологии нефти и газа» №6,2006 г с 25-27

5 БП Туманян, АЮ Игонина, Г И Шор «Использование показателей динамической вязкости для оценки степени старения моторных масел» /«Технологии нефти и газа» №1,2007 г с 35-39

6 Игонина А Ю, Туманян Б П «Изучение термических превращений нефтяного сырья в присутствии активирующих добавок» /«Технологии нефти и газа» №3,2007 г с 21-27

7 Игонина А Ю , Туманян Б П «Изменение размеров дисперсной фазы в нефтяных системах при термических превращениях» /«Химия и технология топлив и масел» №5, 2007 г с 37-38

Подписано в печать 10 10 2007 г Исполнено 10 10 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 860 Тираж 110 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru