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 | 2 ||

Разработка новых технологических решений при получении печного техуглерода

-- [ Страница 3 ] --

Диаметр капель распыляемого сырья влияет на дисперсность техуглерода. Чем больше диаметр капель, тем толще паровая оболочка вокруг неё и тем меньшая её часть прогревается путём радиационного теплообмена. Остальная часть паровой оболочки может прогреваться только путём теплопроводности.

Исследования показали, что при уменьшении среднего поверхностного диаметра капель сырья, дисперсность техуглерода увеличивается (рисунок 8).

При увеличении размера капель выше 80 мкм удельная поверхность снижается из-за отставания процессов теплообмена от скорости химических реакций. Увеличение тонкости распыла сырья в реакторе является эффективным методом интенсификации процесса получения техуглерода П701 (N772) из газожидкостного сырья.

В задачу технологических расчётов входит нахождение таких параметров сырья и форсунки, которые обеспечивали бы распыление сырья с необходимым поверхностным диаметром капель.

Наиболее важным показателем сырья, влияющим на дисперсность капель, является вязкость, что обуславливает необходимость подогрева сырья для повышения степени распыла.

Как видно из данных таблицы. 7, удельный расход воздуха, подаваемого в реактор, составлял 9000 м3/ч. Из этого количества воздуха 10% предполагается направлять на распыл, т. е. 900 нм3/ч.

  Удельная поверхность-13

Рисунок 8

Удельная поверхность техуглерода в зависимости от среднего диаметра капель сырья

На рисунке. 9 приведены данные расчёта размера капель сырья от температуры сырья перед форсункой. При расходе воздуха на распыл 900 нм3/ч и вязкости сырья около 4,5 мм2/с для условий, приведённых в таблице 7, чтобы обеспечить необходимый диаметр капель жидкого сырья, необходим нагрев сырья до температуры 100 0С.

  Средний диаметр капель сырья в-14

Рисунок 9

Средний диаметр капель сырья в зависимости от температуры нагрева перед форсункой

Испытание образцов техуглерода в эластомерах

В таблице 8 представлены показатели качества техуглерода, полученного при неполном горении природного газа и газожидкостного сырья, в сравнении с нормами ГОСТ7885-86 и ASTM, соответственно, на техуглерод П701 и N772.

Таблица 8

Показатели качества техуглерода из газожидкостного сырья

Показатель П701 (ГОСТ7885-86) N772 (ASTM) Газожидкостное сырье Сырье - природный газ
Удельная поверхность по БЭТ, м2/г 31±4 27 28,2 29,2
Удельная поверхность по адсорбции ЦТАБ, м2/г 28 28,8 30,0
Масляное число, см3/100 г 65±5 67 67,6 66,0
Доля золы, масс.% не более 0,48 0,1 0,14 0,26
Доля серы, масс.% не более 0,12 0,05
рН водной суспензии 9-11 8,5 9,0 8,8

Образец техуглерода, полученный из газожидкостного сырья, характеризуется физико-химическими показателями, которые полностью удовлетворяют требованиям ГОСТ и ASTM, предъявляемым соответственно на техуглерод П701 и N772.

Сравнительную оценку усиливающей способности образцов техуглерода П701 (N772) из газового и газожидкостного сырья в эластомерах проводили в ГУП «Научно-исследовательский институт шинной промышленности» в соответствии с международными стандартами ISO. Влияние химически активных групп, расположенных на поверхности сажевых частиц, на усиливающую способность техуглерода оценивали в стандартной резине на основе бутадиен-стирольного каучука (БСК). Результаты испытаний представлены в таблице 9.

Таблица 9

Результаты испытаний эластомеров с техуглеродом П701 (N772)

Показатель Норма по ТУ 38.41558-97 Сырьеприродный газ Газожид-костное сырье
Вязкость по Муни, при100оС,ед. 95 103 102
Условное напряжение при удлинении 300%,при20 оС МПа, 20 22,4 21,9
Относительное удлинение при разрыве, при 20 оС % 300…350 340 320
Сопротивление раздиру, кН/м, при 200оС 55…60 61,4 62,5
Многократное растяжение 60% при70 оС тыс.циклов 700…800 750 842

Резиновая смесь с образцом техуглерода из газожидкостного сырья имеет более высокую вязкость по Муни при 100 оС, более высокое напряжение при 300% удлинении и большее сопротивление раздиру при 200 оС. Это говорит о высокой усиливающей способности техуглерода из газожидкосного сырья, которая обусловлена высокой степенью структурности и прочностью первичных сажевых агрегатов.

Экономическая эффективность предлагаемых решений

Оценка эффективности варианта производства техуглерода П701 (N772) из газожидкостного сырья на Сосногорском ГПЗ в сравнении с базовым вариантом (неполное горение природного газа) основана на сопоставлении прибыли при постоянном объеме производства техуглерода 24 тыс.т/год за период 20 лет.

В предлагаемом варианте весь объем техуглерода П701 (N772) можно производить на одном участке, что приведет к снижению эксплуатационных затрат. Результаты расчета приведены в таблице 10

Оценка эффективности варианта производства техуглерода П701 (N772) из газожидкостного сырья на Сосногорском ГПЗ в сравнении с базовым вариантом (неполное горение природного газа) основана на сопоставлении прибыли при постоянном объеме производства техуглерода 24тыс.т/год за период 20 лет.Экономический эффект от внедрения мероприятий по использованию остаточных фракций конденсата в качестве сырья для производства техуглерода П701 в объеме 24 тыс. т/год составит 50 млн. руб./год.

При переводе установок производства техуглерода П701 с природного газа на газожидкостное сырье происходит заметное снижение выбросов углерода в виде окиси углерода в атмосферу.

Таблица 10

Экономическая эффективность предлагаемых решений

Параметры Базовый вариант Предлагаемый вариант
1. Объем производства техуглерода, тыс. т/год 24 24
2. Условно-переменные затраты:
Сырье: природный газ, млн. м3/год 168 72
дистиллятная фракция, тыс.
т/год
- 14,4
Цена: природный газ, руб./1000 нм3 725 725
дистиллятная фракция, руб./т - 1350
Стоимость сырья, млн. руб. 121,8 71,6
Вспомогательные материалы, руб./т продукта 1200 1200
Всего на продукцию, млн. руб./год 28,8 28,8
3. Условно-постоянные затраты, млн. руб./год 78,2 78,2
4. Всего затрат (2+3), млн. руб./год 228,8 178,6
5. Себестоимость продукции, руб./т 9533 7442
6. Цена реализации продукции (без НДС), руб./т 15000 15000
7. Выручка от реализации продукции, млн. руб./год 360 360
8. Прибыль, млн. руб./год 131,2 181,4

В базовом варианте ежегодный выброс монооксида и диоксида углерода с двух участков в атмосферу составляет, соответственно: 76 и 146 тыс. т/год

В предлагаемом варианте (при одновременной работе 6 технологических линий в течение 8500 ч) ежегодный выброс окиси углерода и диоксида углерода в атмосферу составит, соответственно:

тыс. т тыс. т

Таким образом, наблюдается значительное (на 92 тыс. т) снижение выбросов в атмосферу диоксида углерода с отходящими газами вследствие перевода установок производства техуглерода П701 (N772) с природного газа на газожидкостное сырье, что является экологически благоприятным фактором.

ВЫВОДЫ

  1. Исследованы кинетические закономерности процесса получения печного техуглерода П701 (N772 по классификации ASTM) при неполном горении природного газа.
  2. Определена взаимосвязь между основными параметрами процесса (температура, время пребывания) и характеристиками дисперсного продукта (удельная поверхность, структурность). Определены условия максимального выхода дисперсного продукта при фиксированном значении удельной поверхности.
  3. Исследованы закономерности перехода минеральных примесей технологической воды и углеводородного сырья в печной техуглерод П701 (N772). Даны рекомендации по снижению зольности дисперсного продукта, удовлетворяющие требованиям перспективных стандартов.
  4. Дано научное обоснование способам повышения выхода дисперсного продукта при производстве малоактивного техуглерода П701 (N772) на Сосногорском ГПЗ.
  5. Опытно-промышленные испытания, проведенные на модернизированном реакторе производства печного техуглерода на Сосногорском ГПЗ, показали, что качество дисперсного продукта из газожидкостного сырья (смесь природного газа и остаточных фракций газового конденсата) полностью соответствует требованиям ГОСТ 7885-86 на техуглерод П701 (N772). Выход техуглерода в расчете на потенциальное содержание углерода в газожидкостном сырье оказался на 40% выше, чем на существующем производстве при неполном горении природного газа.
  6. Испытания в эластомерах образцов техуглерода, полученных при неполном горении газожидкостного сырья и природного газа, показали их одинаковую усиливающую способность.
  7. Экономический эффект от внедрения мероприятий по использованию высокопарафинистых остаточных фракций газового конденсата в качестве сырья для производства 24 тыс. т/год техуглерода П701 составит около 50 млн. руб./год.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. И.П. Левенберг, Т.Г. Гюльмисарян, М.П. Лапшин. Некоторые аспекты получения технического углерода для термопластичных полимеров // Наука и технология углеводоров. -2001. -№3. -С.20-26.
  2. М.А. Кудрявцев, М.П. Лапшин, Т.Г. Гюльмисарян, С.В. Савченков, С.В. Шурупов, А.В. Шестоперова. Производство автобензина из стабильного конденсата // Малотоннажная переработка нефти и газа в республике Саха (Якутия). – Материалы конференции (26-27 июля 2001, Якутск).- С.109-112.
  3. М.А. Кудрявцев М.П. Лапшин С.В. Шурупов Н.Н. Кисленко А.В. Шестоперова С.В. Савченков Комплексная схема переработки газового конденсата на Сосногорском ГПЗ.- №4 Наука и техника в газовой промышленности. -2001. -№4.-С. 46-49.
  4. И.П. Левенберг, А.Т. Гюльмисарян, М.П. Лапшин, Т.Г. Гюльмисарян. К вопросу о минерализации технического углерода в процессе его получения // Наука и технология углеводоров.-2002.- №2.- С.3-10.
  5. С.В. Шурупов, Н.Н. Кисленко, М.А. Кудрявцев, М.П. Лапшин. Утилизация отходящих газов печного производства техуглерода на Сосногорском ГПЗ. Сб. Энергосбережение и энергосберегающие технологии при переработке газа, газового конденсата, нефти. Сургут, сентябрь 2002. г. Москва, 2002.- С.87-93.
  6. S.V. Shurupov N.N. Kislenko M.A. Kudryavtsev M.P. Lapshin An advanced shceme for processing the parafin-rich gas condensate «Gas technologi institutes conference and exhibition on natural gas technologies» September 30-October 2, 2002, Orlando,Florida.-P.1-9.
  7. Т.Г. Гюльмисарян, И.П. Левенберг, А.Т. Гюльмисарян, М.П. Лапшин. Коксоообразование в процессах получения технического углерода // Химия твердого топлива. – 2003. - № 2. - С.44-50.
  8. С.В. Шурупов, М.А. Кудрявцев, М.П. Лапшин. Производство низкодисперсного техуглерода П701 (N772) из газожидкостного сырья. Сб. Научно-технический прогресс в технологии переработки природного газа и конденсата. – г. Москва, 2003. – С.167-179.
  9. Т.Г. Гюльмисарян, М.П. Лапшин, С.В. Шурупов. Феноменологическое описание процесса получения технического углерода в макродиффузионном пламени // Технологии нефти и газа. – 2005. -№2.- С.14-20.

Подписано к печати 19.01.2007

Заказ № 19019380N

Тираж 130 экз.

1 уч. – изд.л.ф-т 60х84/16

Отпечатано в ООО «ВНИИГАЗ»

по адресу 142717, Московская область,

Ленинский р-н, п. Развилка, ООО «ВНИИГАЗ»



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 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.