авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка технологии переработки нефтяных шламов, промышленных и бытовых отходов

-- [ Страница 2 ] --

Таблица 6 - Показатели качества твердого остатка термолиза промышленных отходов

Наименование показателей Содержание золы, % масс. Содержание летучих, % масс. Содержание серы, % масс.
Твердый углеродный остаток 11,70 22,8 0,1
Значения по ГОСТ 22898-78 0,15-0,80 6,0-11,5 0,2-1,5

Таблица 7 - Влияние времени разогрева сырья термолиза на выход продуктов

Время разогрева, мин Температура реактора, 0С Выход продуктов термолиза, % масс. Общее время коксования, мин
низа реактора верха реактора Газ Вода Дистиллят Твердый остаток
20 390-410 380 69,54 11,10 8,16 11,20 110
40 390-410 300 54,31 10,50 23,39 11,80 150
60 390-410 230 29,84 11,70 46,46 12,00 200
80 390-410 233 18,90 11,60 57,50 12,00 230
100 390-410 230 18,00 11,75 58,15 12,10 300
120 390-410 235 18,05 11,70 58,25 12,00 320

Таблица 8 - Влияние температуры процесса коксования на выход продуктов

Температура, 0С Выход продуктов термолиза, % масс.
процесса низа реактора верха реактора Газ Вода Дистиллят Твердый ост.
360 350-370 160 21,75 11,76 47,19 19,30
400 390-410 230 23,1 11,58 53,22 12,10
440 430-450 250 26,14 11,30 50,61 11,95
480 470-490 280 30,63 11,63 45,74 12,00

На основании полученных данных построена графическая зависимость выхода газообразных и жидких углеводородных продуктов термолиза от времени нагрева сырьевой смеси до температуры 400 0С (рисунок 1). Анализируя график, можно утверждать, что пересечение двух кривых происходит в точке с абсциссой, равной 53 минутам. Значит, для обеспечения наибольшего выхода углеводородного дистиллята, а не газов коксования, необходимо обеспечить максимальную скорость нагрева сырьевой смеси не более 400 0С за 53 минуты, или вести процесс нагрева сырьевой смеси со скоростью 7 0С/мин.

 Зависимость выхода газа и-0

Рисунок 1 - Зависимость выхода газа и дистиллята от времени нагрева сырья

Кроме этого, из диаграммы видно, что начиная с 80 минут выходы газов коксования и углеводородного дистиллята остаются постоянными. Таким образом, превышать период разогрева сырьевой смеси до 400 0С более 80 минут не следует с целью экономии топливных ресурсов. Значит, минимальная скорость разогрева сырьевой смеси должна быть не менее 400 0С за 80 минут, или 5 0С/мин.

Во втором случае интервал нагрева сырья до температуры термолиза оставался неизменным и равнялся 60 минут, изменению подвергалась температура проведения процесса от 360 до 4800С. При этом длительность опытов была неизменной и составляла 240 минут. Полученные результаты отображены в таблице 8.

На основании полученных данных построена графическая зависимость выхода продуктов термолиза: газа, углеводородного дистиллята и твердого остатка от температуры проведения процесса (рисунок 2).

 Зависимость выхода газа,-1

Рисунок 2 - Зависимость выхода газа, дистиллята и твердого остатка от температуры термолиза

Анализ графической зависимости на рисунке 2 указывает на то, что выход твердого остатка с повышением температуры снижается с 26 до 12 % массовых, а в диапазоне температур выше 400 0С становится неизменным. Это обусловлено тем, что при более низких температурах твердый остаток еще содержит в себе остатки углеводородного дистиллята, которые удаляются прокаливанием при температуре выше 400 0С. Выход углеводородного дистиллята увеличивается до температуры коксования 400–420 0С. При дальнейшем повышении температуры до 480 0С выход дистиллята начинает снижаться. Причиной данного снижения является протекание вторичных реакций термической деструкции жидких высококипящих углеводородов, в результате которых снижается количество жидких продуктов и увеличивается образование газа. Выход газообразных продуктов коксования при увеличении температуры процесса также увеличивается.

Термолиз нефтяного шлама

Термолиз нефтяного шлама проводился при тех же условиях, что и коксование промышленных и бытовых отходов – температура процесса 400 - 420 0С в течение 240 минут. В качестве продуктов были выделены углеводородный газ, углеводородный дистиллят, вода и твердый углеродный остаток. Материальный баланс процесса термической деструкции нефтяного шлама приведен в таблице 9, совместно с выходом продуктов термолиза промышленных и бытовых отходов.

Таблица 9 - Количество образующихся продуктов термолиза

Наименование Выход продуктов, % масс.
нефтяного шлама смеси промышленных отходов смеси бытовых отходов усредненное значение
1 2 3 4 5
Твердый остаток 21,45 12,00 8,00 13,82
Вода 39,40 11,7 36,00 29,03
Углеводородный дистиллят 30,35 53,46 28,00 37,27
Газ 8,80 22,84 28,00 19,88
ИТОГО 100 100 100 100

По данным таблицы 9 построены графические зависимости выхода продуктов термолиза от состава используемого сырья (рисунок 3). Наибольшее расхождение между графиками отмечено в значениях по выходу углеводородного дистиллята. Это объясняется тем, что при термолизе промышленных отходов использовалось соотношение твердой и жидкой фазы 1:1.

 Зависимость выхода продуктов-2

Рисунок 3 - Зависимость выхода продуктов коксования от происхождения и состава сырья

По количеству выделяемого газа и образующегося твердого остатка наблюдается практически линейное изменение, количество выделяемого газа уменьшается при изменении сырья термолиза, а количество образующегося твердого остатка увеличивается.

Определенные расчетным путем среднеарифметические значения выхода продуктов термолиза (столбец 5 таблицы 9), от различных видов отходов, представлены на графике (рисунок 4).

 Средние значения для выхода-3

Рисунок 4 - Средние значения для выхода продуктов термолиза

Можно сделать вывод, что влияние происхождения сырья термолиза на выход продуктов незначительно, и при использовании различного сырья мы будем иметь количества продуктов, вписывающиеся в следующий диапазон, % масс.: твердый остаток – до 15 % ; вода - до 30 %; углеводородный дистиллят – до 35 % и газ – до 20 %.

Качественные характеристики полученного газа и жидких продуктов не определялись.

Выделенный твердый остаток, наоборот, был тщательно проанализирован. Предварительно его подвергали прокаливанию при температуре 600 0С, для удаления из него остатка углеводородов и выделения золы. Зола представляла собой мелкодисперсное, однородное по составу, сыпучее вещество рыжего цвета.

Данный продукт был проанализирован на содержание металлов по ПНД Ф 16.1:2.3:3.11-98 «Методика выполнения измерений содержания металлов в твердых объектах методом спектрометрии с индивидуально-связанной плазмой».

Образцы зольного остатка были исследованы на атомно-эмиссионном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой PLASMA 400 (фирмы Перкин-Элмер). Результаты эксперимента приведены в таблице 12. Здесь же указаны требуемые нормы содержания тяжелых металлов и мышьяка, согласно ГОСТ Р 17.4.3.07 – 2001 «Охрана природы. Требования к свойствам почв».

Таблица 10 - Состав зольного остатка термолиза нефтяного шлама

Показатели Наименование элемента
Cu Cd Co Pb Cr Zn Ni Mn As V Ti Fe Al
Зольный остаток, мг/кг сух. в-ва 519 40 63 195 216 5523 126 3735 44 94 879 79070 26900
Требования ГОСТ группа 1 мг/кг сух. в-ва 750 15 - 250 500 1750 200 - 10 - - - -
Требования ГОСТ группа 2 мг/кг сух. в-ва 1500 30 - 500 1000 3500 400 - 20 - - - -

Анализ полученных результатов концентрации металлов в зольном остатке указывает на превышение норм содержания таких металлов, как кадмий, цинк и мышьяк.

Высокое содержание оксида железа (II, III), возможно, является причиной разложения сульфидов железа при термической переработке нефти, а также коррозии трубопроводов и нефтяного оборудования.

Высокое содержание алюминия объясняется широким использованием сульфата алюминия в качестве ПАВ на очистных сооружениях и нефтяных ловушках.

Таблица 11 - Возможность использования продуктов термолиза

Наименование продуктов Возможность использования
Углеводородный газ - топливный газ для собственных нужд; - рециркулирующий теплоноситель процесса термолиза
Углеводородный дистиллят - жидкое топливо для собственных нужд; - сырье для установок гидроочистки; - сырье для процесса получения окисленных битумов; - сырье рециркулят для процесса термолиза
Твердый углеводородный остаток - твердое топливо для народного хозяйства; - сырье для процесса газификации; - сырье носитель для процесса термолиза
Вода - для технических нужд - приготовление водоэмульсионных топливных смесей

Стоит отметить высокое значение концентраций ванадия и никеля. Металлоорганические соединения, в составе которых находятся данные металлы, относятся к необратимо дезактивирующим компонентам сырья термокаталитических процессов. Блокируя активные центры катализатора, они отрицательно влияют не только на его активность, но и на селективность. Поэтому даже при максимальном извлечении механических примесей невозможно использование нефтешламов в процессах каталитического крекинга (содержание данных металлов в сырье нормируется не более 2 г/т), без стадии предварительной деметаллизации.

На основании полученных результатов качества продуктов термолиза можно рассматривать их различные варианты использования (таблица 11).

Процесс получения битумов. Для эксперимента использовалось два образца сырья:

  • фракция > 200 0С от термолиза смеси бытовых отходов с полугудроном;
  • остаток > 350 0С от термолиза смеси промышленных отходов.

В результате проведения процесса получены: битум, дистиллят и газ.

Для углеводородных дистиллятов, полученных в результате проведения экспериментов, были определены следующие показатели качества: относительная плотность, кинематическая вязкость при 20 0С, температура застывания, дизельный индекс, температура вспышки. Результаты занесены в таблицу 12.

Таблица 12 - Качество дистиллята процесса получения битума

из различного сырья

Показатели качества Сырье процесса получения битума
фракция > 200 0C термолиза смеси бытовых отходов фракция >350 0С термолиза смеси промышленных отходов
фракция (н.к.- 2000С) фракция (200 - 3500С)
Вязкость кинематическая при 20 0С, мм2/с 57,57 5,1 36,0
Температура застывания, 0С -18 -18,0 0,0
Относительная плотность 0,8975 0,8540 0,8891
Дизельный индекс 18 - -
Температура вспышки 112,0 78,0 78,0

Полученные образцы битума от каждого эксперимента были проанализированы по следующим показателям : глубина проникновения иглы - пенетрация, температура размягчения. Результаты представлены в таблице 13.

По полученным показателям исследуемые образцы битума соответствуют значениям ГОСТ 6617-76 «Битумы нефтяные строительные. Технические условия» для марок БН 70/30 и БН 90/10.

Таблица 13 - Показатели качества полученных битумов

№ п/п Показатели качества Сырье процесса дистиллят термолиза Значения ГОСТ 6617-76
смеси бытовых отходов смеси промышленных отходов БН 90/10 БН 70/30
1 Глубина проникновения иглы при 25С, 0,1мм 14 25 5 -20 21-40
2 Температура размягчения, С 102 77 90-105 70-80


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.