Исследование гидрооблагораживания углеводородных фракций, полученных из нефтесодержащих отходов
Автор: Пименов Андрей Александрович, Васильев Андрей Витальевич
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Общая биология
Статья в выпуске: 5-3 т.18, 2016 года.
Бесплатный доступ
Исследуются проблемы гидрооблагораживания углеводородных фракций, полученных из нефтесодержащих отходов. Описываются результаты проведенных экспериментальных исследований. На основе полученных экспериментальных данных предложена блок-схема технологии получения углеводородных фракций на основе нефтесодержащих отходов.
Нефтесодержащие отходы, углеводородные фракции, гидрооблагораживание
Короткий адрес: https://sciup.org/148204945
IDR: 148204945
Текст научной статьи Исследование гидрооблагораживания углеводородных фракций, полученных из нефтесодержащих отходов
жащих отходов, в качестве компонента сырья гидроочистки были проведены сравнительные эксперименты по гидроочистке смесевого сырья, содержащего прямогонную дизельную фракцию (далее – ПДФ) и наихудшие по качеству дизельные фракции нефтешламов (далее – ДФН).
Процесс гидроочистки исследовали на лабораторной проточной установке в присутствии промышленного отечественного катализатора НК-233 и CoMo/Al2O3-катализатора HTRU-120, разработанного в Самарском государственном техническом университете.
Результаты непрерывных оптимизационных экспериментов (в течение более 150 ч) при варьировании состава сырья и основных параметров процесса (температуры, давления, объемной скорости подачи сырья, соотношения водород: сырье) приведены в табл. 1.
Результаты исследования влияния основных технологических параметров процесса гидроочистки (температуры и объемной скорости подачи сырья) при постоянном давлении 4,0 МПа и соотношении водород/сырье 500 нл/л (типичном для установок глубокой гидроочистки дизельных фракций) на глубину гидрообессеривания сме-севого сырья с ДФН СН/ВС и ДФН СН/НС (рис. 1) позволили выявить оптимальные условия для наработки проб стабильного гидрогенизата (компонента дизельного топлива), отвечающего требованиям стандартам Евро-4 и Евро-5.
При гидроочистке смесевого сырья с содержанием ДФН 5 % мас. для получения гидрогенизатов с содержанием серы менее 10 ppm необходимо вести процесс при температуре не ниже 348°С и ОСПС 1,5 ч-1. Увеличение же ОСПС до 2,0 ч-1 необходимо компенсировать подъемом температуры до 357°С (рис. 1).
Процесс гидрооблагораживания смесевого сырья ВГ и вакуумного газойля нефтешламов
Содержание серы в стабильном гидрогенизате, ppm
ПДФ(85)-
ДФН(15%)
ПДФ(90)-
ДФН(10%)
ПДФ(95)-
ДФН(5%)
ПДФ
ПДФ(85)-
ДФН(15%)
ПДФ(85)-
ДФН(15%)
ПДФ
ПДФ
48 68 88 108 128 148 168
Время,ч
Рис. 1. Изменение содержания серы в стабильном гидрогенизате при цикличном вовлечении в ПДФ дизельной фракции, полученной из нижнего слоя старого накопителя нефтешлама ДФН СН/НС
Таблица 1. Физико-химические показатели полученных образцов стабильных гидрогенизатов
|
Наименование показателя |
Норма ДТ ЕВРО Сорт С, по ГОСТР 52368-2005 |
Значения для стабильного гидрогенизата, полученного из |
|
|
ПДФ (95%) иДФН 1 (5%) |
ПДФ (95%) и ДФН 2 (5%) |
||
|
Цетановое число |
не менее 51,0 |
52,7 |
51,8 |
|
Плотность при 15 0 С, кг/м3 |
820 – 845 |
834 |
839 |
|
Фракционный состав: - при температуре 250°С, % об.
|
менее 65 не менее 85 не выше 360 |
40 94 352 |
25 92 357 |
|
Содержание серы, ppm вид II вид III |
не более 50 10 |
8 |
34 |
|
Предельная температура фильтруемости, °С |
не выше - 5 |
- 5 |
- 5 |
|
Температура вспышки в закрытом тигле, °С |
выше 55 |
58 |
60 |
|
Содержание полициклических ароматических углеводородов, % мас. |
не более 8,0 |
2,5 |
3,4 |
|
Вязкость кинематическая при 40°С, мм2/сек |
2,0 – 4,5 |
2,85 |
3,14 |
Таблица 2. Физико-химические показатели полученных образцов стабильных гидрогенизатов
|
Состав сырья, % мас. |
Содержание в сырье |
Содержание в стабильном гидрогенизате, полученном при условиях: |
|||||
|
390оС, ОСПС = 1,0 ч-1 |
390оС, ОСПС = 0,5 ч-1 |
||||||
|
ВГ |
ВГН |
серы, ppm |
ПЦА, % мас. |
серы, ppm |
ПЦА, % мас. |
серы, ppm |
ПЦА, % мас. |
|
100 |
0 |
17900 |
14,2 |
170 |
6,9 |
66 |
6,4 |
|
95 |
5 |
17527 |
14,1 |
174 |
6,9 |
64 |
6,5 |
|
90 |
10 |
17154 |
14,0 |
183 |
6,7 |
63 |
6,1 |
|
85 |
15 |
16781 |
13,9 |
194 |
6,6 |
67 |
6,2 |
|
75 |
25 |
16035 |
13,7 |
207 |
6,5 |
64 |
5,9 |
|
50 |
50 |
14170 |
13,2 |
215 |
5,8 |
69 |
5,5 |
Таблица 3. Результаты испытаний асфальтобетонной смеси, произведённой с использованием вторичного компаундированного битума
|
Наименование показателя |
Результаты испытаний асфальтобетонной смеси, произведённой на вторичном компаундированном битуме и щебне |
Нормативные требования к плотной асфальтобетонной смеси типа Б марки II для III дорожноклиматической зоны по ГОСТ 9128-2009 |
|
|
ОАО «Орское карьероуправление» |
ОАО «Миньярский карьер» |
||
|
Средняя плотность, г/см3 |
2,57 |
2,49 |
- |
|
Водонасыщение, W, % |
2,3 |
1,8 |
1,5-4,0 |
|
Предел прочности при 20°С, МПа |
6,4 |
5,8 |
Не менее 2,2 |
|
Водостойкость |
0,92 |
0,97 |
Не менее 0,85 |
|
Предел прочности при 50°С, МПа |
1,6 |
2,7 |
Не менее 1,0 |
|
Предел прочности при 0°С, МПа |
11,2 |
7,7 |
Не более 12,0 |
|
Предел прочности на растяжение при расколе, МПа |
3,9 |
4,4 |
3,0-6,5 |
|
Коэффициент внутреннего трения |
0,83 |
0,92 |
Не менее 0,81 |
|
Сцепление при сдвиге при температуре 50°С, МПа |
0,37 |
0,41 |
Не менее 0,35 |
|
Водостойкость при длительном водонасыщении |
0,88 |
0,93 |
Не менее 0,85 |
|
Пористость минеральной части, % |
17 |
15 |
14-19 |
|
Остаточная пористость, % |
3,2 |
2,8 |
2,5-5,0 |
Нефтесодержащие отходы
Вакуумный газойль
Сырье
Асфальтобетон н ая крекинга
Предварительное обезвоживание НСО
Компаундирование со стандартным нефтяным дорожным битумом
Совместная гидроочистка с вакуумным газойлем
Вакуумная отгонка углеводородных фракции в среде инертного газа
Кубовый остаток выделения углеводородных фракций
Рис. 2. Блок-схема технологии получения углеводородных фракций на основе нефтесодержащих отходов
Совместная гидроочистка с прямогонной дизельной фракцией
4 =
Дизельное топливо класса ЕВРО-4 и ЕВРО-5
механических характеристик соответствуют требованиям ГОСТ 9128-2009 (таблица 3).
На основе полученных экспериментальных данных предложена блок-схема технологии получения углеводородных фракций на основе нефтесодержащих отходов, включающая в себя стадии (рис. 2) термического обезвоживаниея, вакуумной перегонки НСО с получением углеводородных фракций и кубового остатка, гидроочистки дизельной фракции и вакуумного газойля НСО с получением нефтепродуктов, отвечающих действующим нормативным требованиям, и получения дорожных асфальтобетонных смесей с использованием кубового остатка рекуперации.
Предлагаемая блок-схема технологии позволяет минимизировать объемы нефтесодержащих отходов с максимальным использованием ресурсного потенциала углеводородных ресурсов НСО.
Список литературы Исследование гидрооблагораживания углеводородных фракций, полученных из нефтесодержащих отходов
- Васильев А.В. Обеспечение экологической безопасности в условиях городского округа Тольятти: учебное пособие. Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2012. 201 с.
- Васильев А.В. Особенности обращения с отходами в условиях урбанизированных территорий//Академический журнал Западной Сибири. 2015. Т. 11. № 1. С. 111.
- Васильев А.В. Кластерный подход в управлении региональным развитием и его реализация на примере кластера вторичных ресурсов Самарской области//Вестник Самарского экономического университета. 2014. № 114. С. 38-42.
- Васильев А.В., Мельникова Д.А., Дегтерева М.С. Особенности организации системы обращения с отходами в условиях Самарской области//Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 1-1.С. 313-316.
- Васильев А.В., Тупицына О.В. Экологическое воздействие буровых шламов и подходы к их переработке//Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 5. С. 308-313.
- Заболотских В.В., Васильев А.В. Образование и переработка отходов лакокрасочных материалов в условиях Самарской области//В сборнике: XV Всероссийская конференция «Химия и инженерная экология» с международным участием. Сборник докладов. Казань, 2015. С. 48-51.
- Неретин Д.А., Пименов А.А., Васильев А.В. Разработка технологии утилизации отходов одоранта газа//В сборнике: XV Всероссийская конференция «Химия и инженерная экология» с международным участием. Сборник докладов. Казань, 2015. С. 57-61.
- Пименов А.А., Быков Д.Е., Васильев А.В. О подходах к классификации отходов нефтегазовой отрасли и побочных продуктов нефтепереработки//Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2014. № 4. С. 183-190.
- Vasilyev A.V. Method and approaches to the estimation of ecological risks of urban territories//Safety of Technogenic Environment. 2014. № 6. Pp. 43-46.
