Химическая технология. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Ресурсосберегающие термодинамические циклы в технологии хранения жидкого углеводородного топлива
Статья научная
Предложены ресурсосберегающие термодинамические циклы по материальным и энергетическим потокам в технологии хранения жидкого углеводородного топлива в резервуарах с использованием парокомпрессионного теплового насоса, обеспечивающие снижение потерь топлива, образовавшегося в результате испарения. Тепловой насос укомплектован двухсекционным испарителем, рабочая и резервная секции которого попеременно работают в режимах конденсации и регенерации. Пары углеводородного топлива из резервуара отводятся в секцию испарителя, работающую в режиме конденсации. Вода, содержащаяся в парах топлива, конденсируется на теплообменной поверхности в виде ледяной корки, а отделившееся от воды сконденсированное топливо отводится в промежуточный сборник с возвратом в резервуар для хранения. Теплота конденсации хладагента в конденсаторе используется для нагрева промежуточного теплоносителя, который направляется на размораживание секции испарителя, работающей в режиме регенерации. После этой секции отработанный промежуточный теплоноситель возвращается в конденсатор в режиме замкнутого термодинамического цикла. Вода, образовавшаяся при размораживании, направляется на стадию биологической очистки. Таким образом, создаются реальные условия повышения энергетической эффективности и экологической безопасности технологии хранения жидкого угле-водородного топлива в резервуарах с максимальной конденсацией паров, образующихся в результате испарения.
Бесплатно
Статья научная
Проведено математическое моделирование процесса теплопроводности в полимерном материале с учетом экзотермических и эндотермических реакций в трехмерной постановке. Краевая задача кондуктивного теплопереноса формулировалась с точки зрения мезоскопического решеточного метода Больцмана (LBM). Дискретизация уравнения Больцмана осуществлялась при помощи D3Q7 схемы. При этом для аппроксимации интеграла столкновения использовалась единовременная релаксация, предложенная Бхатнагаром-Гроссом-Круком. Верификация результатов численного моделирования проводилась путем сравнения с эталонными данными, полученными традиционным методом конечных разностей (FDM). Уравнение теплопроводности аппроксимировалось явными схемами второго порядка по пространству. Для удобства анализа экзотермических и эндотермических реакций мощность внутренних источников выделения и поглощения теплоты задавалась в диапазоне. Выявлено, что температура в ядре материала увеличивается в условиях экзотермической реакции и понижается при учете эндотермической с течением времени. Установлено, что при относительно малом значении времени равном 100 с тепловой эффект эндотермической реакции незначителен. Как результат, значение температуры в ядре практически равно начальной и перенос энергии осуществляется только у границ материала. Показано, что атипичный решѐточный метод Больцмана воспроизводит аналогичные типичному методу конечных разностей поля температур. Во всех рассмотренных случаях LBM дает корректные профили температуры, а отклонения локальных значений лежат в пределах 5%. Такая погрешность может быть обусловлена неявной конвертацией макроскопических граничных условий первого рода посредством мезоскопической функции распределения. Также установлено, что решеточный метод Больцмана существенно проигрывает в скорости исполнения расчетной программы традиционному методу конечных разностей при количестве узлов больше 613
Бесплатно
Статья научная
Обзор подходов к созданию материалов, в современной науке, для электронагрева позволяет сделать вывод о том, что исследование электропроводящих композитов базируется на применении эластомеров модифицированных наноразмерными углеродными материалами. При изготовлении электронагревателей главным свойством, которое повышает его характеристики, является саморегулирование температуры. Однако ученые, занимающиеся исследованиями электронгаревателей, сталкиваются с трудностями связанными с величиной питающего напряжения и мощности. В этой связи задачами работы являются: исследования характеристик модификаторов для наномодифицированных нагревателей; подбор модификатора, который лучшим образом диспергируется в эластомере, что обеспечит максимальное значение питающего напряжения и высокое значение удельной мощности нагревателя. Для создания электрического нагревателя в качестве эластомера использовали силиконовый каучук модифицированный углеродными нанотрубками. Описали методику изготовления наномодифицированного материала нагревательного элемента...
Бесплатно
Свойства и структурные особенности эпоксикомпозитов, армированных модифицированным пан-жгутиком
Статья научная
Эксплуатационные характеристики композиционных материалов, армированных полиакрилонитрильным техническим жгутиком (ПАН-ТЖ), обладающим реакционной активностью функциональных групп, могут быть улучшены путем его модификации. Целью работы являлось исследование влияния полиакрилонитрильных волокнистых материалов, аппретированных модификаторами АГМ-9, А-187, А-174 и Duron OS 3151, на кинетику процесса отверждения эпоксидной смолы ЭД-20, структурные особенности разработанных композитов и их эксплуатационные свойства. В работе применяли методы кинетического исследования, дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), сканирующей электронной микроскопии и механических испытаний композиционных материалов. Показано влияние модифицированных ПАН-ТЖ на изменение кинетики процесса отверждения эпоксидного связующего, характеризуемое увеличением времени отверждения, уменьшением максимальной температуры отверждения и снижением энергии активация отверждения ЭД-20. Результаты кинетических исследований подтверждаются данными ДСК эпоксидных композиций на основе модифицированных ПАН-ТЖ, которые показывают снижение максимальной температуры и увеличение тепловых эффектов процесса отверждения ЭД-20 в присутствии исследуемых армирующих систем по сравнению с эпоксикомпозитом, армированным немодифицированным жгутиком. Структурообразование эпоксидных композиций в более мягких условиях обеспечивает образование контактной зоны между элементарными волокнами и связующим, способствующей повышению монолитности пластиков по сравнению с композитом на основе исходного ПАН-ТЖ. Сравнительный анализ прочностных свойств исследуемых композитов показал, что при введении в ЭД-20 аппретированных ПАН-ТЖ наблюдается улучшение прочностных показателей. Проведенная оценка кинетических параметров, структурных особенностей и прочностных свойств разработанных композитов, армированных модифицированными ПАН-ТЖ, свидетельствует о повышении поверхностной активности волокнистых материалов в результате их модификации.
Бесплатно
Свойства углепластиков, изготовленных из металлизированных углеродных лент
Статья научная
Совершенствование технологий изготовления углепластиков является актуальной задачей, поскольку области их применения с каждым годом увеличиваются, что требует расширение комплекса их свойств, в том числе повышение теплофизических характеристик, что позволит повысить конкурентоспособность изделий. Недостаточная научно-экспериментальная база сдерживает разработку новых технологических способов регулирования функциональных свойств углепластиков. В связи с этим предлагается методика направленного регулирования тепло- и электропроводности углепластиков путем использования углеродных лент с металлическим покрытием. Приведены результаты экспериментальных исследований прочностных и теплофизических свойств углепластиков, изготовленных из углеродных лент с металлическими покрытиями и эпоксидного связующего по технологии вакуумной инфузии. Разработана технология нанесения методом магнетронного распыления на углеродные ленты металлических покрытий, определено давление плазмообразующего газа, ток разряда и время распыления...
Бесплатно
Свойства шинных резин с цинкосодержащими технологическими добавками
Статья научная
Изучено влияние цинкосодержащих технологических добавок при частичной замене оксида цинка и стеариновой кислоты на деформационно-прочностные и эксплуатационные свойства шинных эластомерных композиций на основе полиизопренового каучука и комбинации маслонаполненного бутадиен-стирольного и полибутадиенового каучуков. Выявлено, что частичная замена оксида цинка и стеариновой кислоты на цинкосодержащие технологические добавки не оказывает значительного влияния на основные физико-механические показатели резин на основе синтетических каучуков общего назначения. Определено, что при введении цинкосодержащих технологических добавок СЦС2 в комбинации с оксидом цинка во всех исследуемых соотношениях и СЦС3 в комбинации с оксидом цинка в соотношениях 4:1 и 3:1 несколько повышается (до 10,4%)устойчивость данных резин при действии температурно-силовых полей, что, вероятно, обусловлено более равномерным распределением полярных компонентов вулканизующей системы в неполярной эластомерной матрице, а также типом поперечных связей, образующихся в процессе вулканизации под действием поверхностно-активных цинкосодержащих добавок. Установлено, что введение в эластомерные композиции на основе СКМС-30 АРКМ-15 + СКД цинкосодержащих добавок в комбинации с оксидом цинка приводит к увеличению до 6,3% износостойкости резин, что может быть связано с меньшей дефектностью вулканизационной структуры данных резин, приводящей к уменьшению концентрации очагов напряжений в материале. Для резин на основе СКИ-3 показано сохранение прочности связи резины с текстильным кордом.
Бесплатно
Синтез алкоголята натрия алифатических аминоспиртов
Статья научная
В настоящее время развитие современного материаловедения в области разработки и синтеза новых функциональных материалов для использования в различных отраслях промышленности невозможно без обеспечения набором исходных соединений заданного состава. Введение в состав органических соединений металлов расширило синтетические возможности химии. Известно, что в качестве катализаторов анионной полимеризации можно использовать металлалкилы, алкоксиды (алкоголяты) и амиды металлов. В настоящее время с применением н-бутиллития реализованы промышленные процессы получения полибутадиена марки СКД-Л. Основной целью данной работы являлось получение этилендиамин-N,N’-диизопропилата натрия и исследование его в качестве модифицирующей добавки к инициирующей системе для получения статистического бутадиен-стирольного каучука. На первоначальном этапе работа важным являлось синтезировать оксипропилированный этилендиамин, определить оптимальные условия процесса, проанализировать состав продуктов, установить оптимальное соотношение исходных продуктов соответствующего наибольшему выходу оксипропилированному продукту, содержащему вторичные аминные группы...
Бесплатно
Статья научная
Для создания композиционных препаратов по предотвращению дефицита бора для важнейших сельскохозяйственных культур были синтезированы и охарактеризованы спектрографическими методами трис (2-гидроксиэтил) аммониевые комплексы с анионами бора и низших дикарбоновых кислот (С2-С4). Показано, что формирование и стабилизация комплексов, содержащих дикарбоновые кислоты с большим числом углеродных атомов или имеющих внутримолекулярное ?-сопряжение (малеиновая кислота), связана с большими стерическими или электростатическими затруднениями, соответственно. В случае винной кислоты наблюдалось связывание по вицинальным гидроксильным группам кислоты, согласно данным ЯМР спектроскопии и элементного анализа. Проведено усовершенствование существовавшего прежде способа получения боратрана методом азеотропной отгонки воды: а именно, осуществлён выбор оптимального соотношения исходных компонентов в реакционной смеси и выбор оптимальной реакционной смеси. Были испробованы различные среды для взаимодействия борной кислоты и ТЭА: неполярные (толуол) и полярные апротонные (ДМСО) растворители, спирты (изопропанол, 2-бутанол) и их смеси. В результате был выработан оптимальный метод синтеза с применением смеси изопропанол/2-бутанол в соотношении 3:1, в котором выход был увеличен на 12.08%, по сравнению со стандартной отгонкой азеотропной смеси изопропанола и воды (с 82.70% до 94.78%) и при этом было показано низкое содержание примесей в продукте. Также разработан лабораторный альтернативный метод синтеза боратрана без применения растворителей на стадии химического взаимодействия, проведён выбор оптимального состава промывных жидкостей. В ходе сельскохозяйственных экспериментов исследовано влияние отобранных композиций на всхожесть и энергию прорастания свеклы столовой и урожайность свеклы сахарной. Установлено, что боратран оказывает незначительный положительный эффект по стимуляции всхожести семян. В ходе полевых испытаний композиция, содержащая боратран, о-крезоксиацетат трис (2-гидроксиэтил) аммония и 1-хлорметилсилатран, продемонстрировала наилучший результат по длине корневой апикальной части растения, среднему весу растения и корнеплода по сравнению с контролем.
Бесплатно
Синтез и исследование композитных материалов на основе яблочного пектина и катионов меди
Статья научная
В работе представлены результаты синтеза металлокомпозитных материалов на основе яблочного пектина и катионов двухвалентного металла - Cu2+; определения степени этерификации и содержания свободных карбоксильных групп исходного пектина методом кислотно-основного титрования, определения степени включения указанного катиона в полисахаридную макромолекулу методом ИК-спектроскопии, а также фунгицидной активности исходного пектина и медных комплексов в отношении Penicillum sp. По результатам титрования установлено, что яблочный пектин обладает высокой степенью этерификации (СЭ = 50,7 %) и низким содержанием карбоксильных групп (Кс = 2,79 %), что предполагает его низкую желирующую активность. Установлено, что увеличение концентрации соли выше 0,005 г-экв/л. приводит к снижению доли получающегося водорастворимого комплекса. Оптимальное значение концентрации CuSO4·5H2O, при которой образуется наибольшая масса водорастворимого комплекса, составляет 0,005 г-экв/л. По данным ИК-спектроскопии произведен расчет степени замещения катионов натрия на катионы меди, которая составила 18 %. Показано, что исходный яблочный пектин не обладает фунгицидной активностью, в то время как медный комплекс на его основе способен подавлять рост культуры уже при действии 10 мкл вещества, а при увеличении объема до 50 мкл проявляется еще более активная фунгицидная активность медного комплекса.
Бесплатно
Синтез и свойства композиционного материала CoFe2O4/C
Статья научная
Научный интерес к процессам формирования структуры магнитных шпинелей и композитов на их основе обусловлен возможностью синтеза материалов с полифункциональными свойствами. Изучен процесс образования нанокристаллического феррита кобальта (II) и композиционного материала CoFe2O4/C. Предложен механизм формирования структуры материалов, включающий стадию образования гидроксидов переходных элементов, прекурсоров на основе комплексных соединений катионов железа и кобальта с лимонной кислотой и их последующего разрушения при нагревании. Синтезированные материалы охарактеризованы при помощи методов рентгенофазового анализа, электронной микроскопии, методов низкотемпературной адсорбции азота, Дебая-Шеррера. Показано, что феррит кобальта (II) имеет развитую поверхность, значение площади поверхности по методу ВЕТ составляет величину 16 м2/г, средний размер кристаллитов, определеный по уравнению Дебая-Шеррера, составляет 4.0 нм. Для приготовления композиционного материала был использован активированный уголь с величиной удельной поверхности 685 м2/г...
Бесплатно
Статья научная
Использование смеси жирных кислот (ЖК) без разделения при синтезе прооксидантов (ПО), представляющих собой соли металлов переменной валентности, позволяет реализовать эффективную утилизацию отходов со стадии рафинации растительных масел. Использование смеси ЖК при синтезе ПО обосновано схожестью ИК-спектров смеси ЖК и стеариновой кислоты (СК). Синтез ПО осуществляли по способу, включающему омыление смеси ЖК соединениями натрия с последующим взаимодействием с соединениями двух и трехвалентного железа. Применение ультразвукового воздействия высокой интенсивности 150?200 вт/дм3 при синтезе в расплаве способствует интенсификации процесса и обеспечивает проведение стадии омыления при температуре 150?170 °C, а стадии синтеза ПО при температуре порядка 110 °C с выходом свыше 99,0% масс. при общей продолжительности менее 20 мин. Использование высокоэффективного ультразвукового воздействия при синтезе КЖ снижает выбросы загрязняющих веществ (ЗВ) в атмосферу через неплотности реактора, т.к. при синтезе стеарата железа (СЖ) отмечено уменьшение выбросов ЗВ в атмосферу более, чем в 13 раз, а при синтезе КЖ только в 5,5 раз, что обусловлено наличием низкокипящих ЖК, в том числе непредельных в смеси.
Бесплатно
Систематизация и морфологический анализ резиновых мембран
Статья научная
Конкурентоспособность резиновых мембран определяется как их качеством, надежностью и долговечностью, так и временем, необходимым для создания нового изделия. Поэтому исследователям необходимо иметь четкую картину актуальных и перспективных направлений проведения поисковых работ в области создания и применения резиновых мембран. Проведен системно-функциональный анализ, который выявил функции резиновых мембран, классификацию и их характерные признаки. Основными аспектами классификации резиновых мембран стали: принцип действия (выделяют мембраны прямого действия, предназначенные для преобразования изменения давления в перемещение, и мембраны обратного действия, предназначенные для преобразования перемещения в изменение давления), назначение и условия применения (выделяют мембраны силовые, компенсационные, насосные и демпферные), а также конструктивные признаки (выделяют плоские, гофрированные, тарельчатые, конические, оболочковые, сферические). Составлена матрица, взаимоувязывающая классификационные признаки: назначение, условия применения и особенности конструкции с такими показателями, как прочность, эластичность, большие обратимые деформации, сопротивление раздиру, усталостная выносливость, химическая инертность, маслобензостойкость, газонепроницаемость, долговечность, низкая токсичность и низкая стоимость...
Бесплатно
Снижение затрат энергоресурсов на установке деасфальтизации гудрона
Статья научная
Установки пропановой деасфальтизации используются для «очистки» гудрона от асфальтосмолистых и полициклических ароматических компонентов. Используемые при этом энергоресурсы достаточно большие. Для снижения энергоёмкости рассматривается возможность рекуперации теплоты технологических потоков установки и уменьшения расхода пара и воды при регенерации пропана из раствора деасфальтизата. Исследования проведены с использованием программной системы Honeywell UniSim Design, в которой разработали модель установки пропановой деасфальтизации гудрона. Для расчета термодинамических свойств компонентов фракций использован метод Peng-Robinson. Выполненный анализ энергетических потоков технологической схемы показал, что для повышения температуры раствора деасфальтизата от 79,9оС до 120оС для трубчатого испарителя требуется подвести энергетический поток 2,709е5 кДж/ч. При этом величина теплового потока целевого продукта (деасфальтизата) составляет 5,746е6 кДж/ч, следовательно, имеется возможность рекуперации теплоты между рассмотренными потоками. Предложена энергосберегающая технология регенерации пропана из раствора деасфальтизата, в которой в трубчатом испарителе вместо острого пара используется теплота потока выделенного деасфальтизата. Проведенный вычислительный эксперимент показал, что рассчитанное уменьшение расхода острого пара в отпарной колонне К-2 снижает энаргопотребление установки с сохранением четкости разделения пропана и целевого продукта. Отсутствие в потоке регенерированного пропана углеводородной фракции делает возможным его рециркуляцию на питание экстракционной колонны. Показано, что в конденсаторе смешения К-5 возможно уменьшение расхода воды. За счет снижения расхода пара, используемого в отпарной колонне К-2, и понижения расхода воды в конденсаторе К-5 уменьшается количество воды, сбрасываемой в канализацию. Предложенная технологическая схема регенерации пропана из раствора деасфальтизата и модель установки могут использоваться в процессах одно- и двухступенчатой деасфальтизации гудрона для их расчета и проектирования.
Бесплатно
Снижение затрат энергоресурсов при регенерации растворителя на установке деасфальтизации гудрона
Статья научная
Для установок пропановой деасфальтизации гудрона характерна достаточно большая энергоёмкость технологического процесса. С целью её снижения выполнена оценка возможности уменьшения расхода пара при регенерации пропана из асфальтового раствора. Исследование проводили с использованием моделирующей системы Honeywell UniSim Design, в которой сформировали модель установки пропановой деасфальтизации гудрона. В качестве математического пакета для расчета термодинамических свойств компонентов фракций использовали метод Peng-Robinson. Компонентный состав сырья представлен нефтяными фракциями с температурами кипения от 405 до 616 ?. При проведении вычислительного эксперимента использовали следующие значения технологических параметров: расход гудрона 38.9 т/час, отношение (пропан: сырье) составляло (6.4:1), выход деасфальтизата порядка 30 %мас. Выполненный анализ типовой схемы регенерации пропана из асфальтового раствора показал, что в технологическом потоке, поступающем на питание отпарной колонны К-6, уже присутствует достаточно большое количество паровой фазы, состоящей практически из пропана и следов нефтяных фракций. Для эффективного использования энергии потока без привлечения дополнительных энергетических затрат целесообразно разделить газовую и жидкую фазы до их поступления в колонну К-6, то есть перед ней включить в технологическую схему дополнительный сепаратор. Проведенный вычислительный эксперимент показал, что в предложенном варианте технологической схемы требуемый для выделения пропана расход пара уменьшается на 17,5 %, что соответственно для последующих аппаратов схемы снижает количество воды, сбрасываемой в канализацию. Оптимизация технологических режимов отпарной колонны К6 обеспечивает четкое выделение пропана, в потоке которого содержание битумных фракций составляет 0.03% мол., что делает возможным в промышленных условиях возвращать поток пропана на питание экстракционной колонны. Предлагаемое технологическое решение для регенерации пропана может использоваться в процессах одно- и двухступенчатой деасфальтизации гудрона.
Бесплатно
Статья научная
В статье предложено совершенствование адсорбционно-абсорбционных установок рекуперации паров нафты за счет применения узла очистки от сернистых соединений. Данный узел позволяет удалять из паров нафты экологически опасные сернистые компоненты, негативно влияющие на адсорбционные фильтры, без повышения температуры и значительного перепада давления газовоздушной смеси. Актуальность проведенного исследования обусловлена тем, что морские терминалы являются объектами значительной эмиссии углеводородов и сернистых соединений. Интенсивное испарение нафты в процессе налива приводит к загрязнению атмосферного воздуха и потере ценного продукта. Решить проблему призваны установки рекуперации паров с узлом очистки от сернистых соединений, однако их внедрение на объектах налива требует установки дополнительных побудителей расхода и, как правило, дополнительному расходу электроэнергии. Основная цель исследования состояла в изыскании возможностей повышения экологической безопасности и совершенствования адсорбционно-абсорбционных установок рекуперации паров на действующих объектах налива морских танкеров с учетом существующего уровня их технического оснащения. Установлено, что использование предложенного узла очистки от сернистых соединений позволяет ожидать уменьшения расхода энергоресурсов за счет отсутствия побудителей расхода (газодувки), а также увеличение работы адсорбционных фильтров на 35-45 %. Эффективность моделирования очистки низконапорного газа от сероводорода подтверждена исследованиями на лабораторной установке, включающей реактор сероочистки. Очистка газа от сероводорода с помощью комплекса хелатного железа обеспечивает конверсию сероводорода в серу, остаточное содержание сероводорода при этом может быть снижено менее 1 ppm. Реализация каталитической очистки комплексом хелатного железа в дисковом пленочном аппарате позволяет очистить газовоздушную смесь от примесей сероводорода.
Бесплатно
Совершенствование рецептуры резины для массивных шин путем добавок нетрадиционных наполнителей
Статья научная
Исследовали влияние новых наполнителей на свойства резин для массивных шин. В качестве новых наполнителей использовали модифицированные фуллеренами и немодифицированные железооксидные наполнители (ЖОН). Усталостные характеристики определяли двумя методами: многократное растяжение на приборе УР-500 в соответствии с ГОСТ 261-79; знакопеременный изгиб с вращением на приборе СЗПИ в соответствии с ГОСТ 10952-75. Основные задачи построения усталостных кривых - оценка соответствия результатов прочностных испытаний (растяжение с постоянной скоростью до разрыва) усталостным по показателям усталостной долговечности, усталостной прочности, усталостной плотности энергии разрушения. Кроме того, стояла задача проверки возможности нанесения на одну кривую Веллера точек, полученных на разных приборах, - УР 500 и ЗПИ. Ранжирование резин в статике не совпадает друг с другом. Так как усталостные условия нагружения ближе к условиям реальной эксплуатации, чем статические, то для прогнозирования поведения РТИ в эксплуатации следует ориентироваться на результаты усталостных испытаний...
Бесплатно
Статья научная
Процессы изомеризации парафиновых углеводородов обеспечивают снижение содержания ароматических и низкооктановых углеводородов в автомобильных бензинах. Октановое число товарного изомеризата во многом зависит от чёткости разделения компонентов реакционной массы изомеризации и степени рециркуляции не превращенных парафиновых углеводородов нормального строения. В реакционной массе технологической установки низкотемпературной изомеризации лёгкой бензиновой фракции ПГИ-ДИГ вместе с целевыми продуктами содержатся низкоразветвленные и нормальные углеводороды, в частности в промышленном изомеризате присутствует до 12%масс. н-пентана, ухудшающего качество товарного изомеризата из-за его низкого октанового числа (ОЧИ=61,7). Одним из потоков технологической схемы, формирующим поток изомеризата с установки, является дистиллят колонны деизогексанизатора, содержание н-пентана в котором составляет до 14,6%масс. поэтому в промышленных условиях целесообразно его извлечение из дистиллята деизогексанизатора с последующим рециркулированием в сырьевой поток. В работе предлагается изменение технологической схемы установки низкотемпературной изомеризации с целью максимального извлечения сырьевых углеводородов из стабильного изомеризата путём включения в неё системы из двух дополнительных ректификационных колонн Сдоп и ДП. Исследования выполнены с использованием моделирующей программы Honeywell Unisim Design. Выполненными расчётами показаны целесообразные технологические режимы работы и конструкционные параметры колонн: колонна Сдоп содержит 61 трех-поточные клапанные тарелки, давление в колонне Рниз = 245кПа и Рверх = 196кПа, температура Треб = 81,7 °С и Тконд = 47,9 °С; колонна ДП имеет 60 двух-поточных клапанных тарелок, давление Рниз= 400кПа и Рверх = 200кПа, температура Треб = 83,4 °С и Тконд = 45,5 °С. В предложенной технологической схеме обеспечивается практически полное извлечение н-пентана (99,9 %мас.) из стабильного изомеризата с одновременным увеличением его октанового числа на 2 пункта.
Бесплатно
Совершенствование узла получения товарного продукта установки синтеза пара-третичного бутилфенола
Статья научная
Промышленный синтез пара-третичного бутилфенола осуществляется алкилированием фенола изобутиленом на катализаторах Amberlyst 36 Dry, Amberlyst 36 Wet Resin или КУ-23. В реакционной массе алкилирования кроме целевого продукта пара-третичного бутилфенола присутствует непрореагировавший фенол и побочные продукты, поэтому в технологической схеме предусмотрено их разделение, рециркулирование фенола в реакционный узел и получение в виде дистиллята колонны К-148 товарного пара-третичного бутилфенола с возвратом кубового остатка в реактор. Кубовый остаток содержит пара-третичный бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол и высококипящие продукты. С целью оценки принципиальной возможности организации эффективного и четкого разделения кубового остатка колонны К-148 на целевой пара-третичный бутилфенол и поток, рециркулируемый в реактор алкилирования для диспропорционирования побочного 2,4-ди-трет-бутилфенола в целевой продукт выполнено исследование работы промышленной колонны К-148. С использованием промышленных данных эксплуатации установки синтеза пара-третичного бутилфенола в моделирующей программной среде Honeywell UniSim Design разработана модель узла разделения алкилата и получения товарного пара-третичного бутилфенола. В качестве математического пакета для расчета термодинамических свойств компонентов технологических потоков использовали метод NRTL. Адекватность модели технологической схемы подтверждается сопоставлением расчетных значений с промышленными данными. В компонентном составе алкилата присутствуют фенол, пара-третичный бутилфенол, орто-третичный бутилфенол, 2,6-ди-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол, 2,4,6-три-трет-бутилфенол и высококипящие продукты. Выполненный анализ технологических потоков колонны К-148 показал, что кубовый остаток колонны, рециркулируемый в реактор алкилирования, содержит до 96 %мас. целевого пара-третичного бутилфенола, поступление которого в реактор приводит к уменьшению полезного реакционного объёма аппарата, и одновременно практический интерес представляет оценка возможности выделения из кубового остатка колонны К-148 качественного целевого пара-третичного бутилфенола. Для этого предложен вариант изменения технологической схемы процесса с включением в неё дополнительной ректификационной колонны РК-1-2. Рассчитанные по модели оценки технологических и конструкционных параметров колонны РК-1-2 показали, что отбираемый в качестве дистиллята поток содержит 99.92 %мас. целевого пара-третичного бутилфенола, что составляет порядка 8.8 % к количеству целевого продукта, отбираемого с верха колонны К-148. Одновременно с этим, уменьшение количества пара-третичного бутилфенола в кубовом остатке колонны РК-1-2 обеспечивает увеличение использования объёма реактора алкилирования на 1.7 %. Результаты исследований и модель могут быть использованы для оптимизации технологических режимов и оценки конструкционных параметров массообменных аппаратов схемы, а также для обучения технологов приемам квалифицированного ведения процесса.
Бесплатно
Совмещенный синтез и гидрооблагораживание углеводородов на кобальтовом цеолитсодержащем катализаторе
Статья научная
Разработан композитный Со-Al2O3/SiO2/НZSM-5 катализатор для одностадийного синтеза углеводородов топливного ряда из СО и Н2. Катализатор получен смешением и формованием порошков Со-Al2O3/SiO2 катализатора, цеолита НZSM-5 и бемита Al(O)OH?H2O. Физико-химическими методами РФА, ПЭМ, БЭТ установлен фазовый состав катализатора, размер частиц кобальта (8,2±1 нм), площадь его удельной поверхности (286 м2/г). Проведены испытания в синтезе углеводородов из СО и Н2 в непрерывном режиме в течение 60 ч при температуре 240 С, давлении 2,0 МПа, объемной скорости газа 1000 ч-1. Показано, что на синтез-газе, разбавленном на 40% азотом, возможно получать жидкие углеводороды С5+ с селективностью 69% и производительностью 81 кг/(м3?ч). Выход углеводородов С5+ составил 70 г/м3 пропущенного синтез-газа и 135 г/м3 превращённого синтез-газа. Синтетическая нефть имеет молекулярно-массовое распределение близкое к мономодальному (вероятность роста цепи составляет 0,81), на 88% состоит из бензиновой и дизельной фракций и на 12% из длинноцепочечных углеводородов С19+...
Бесплатно
Современные аспекты исследования влияния физических воздействий на свойства полимеров
Статья научная
Статья посвящена анализу современных аспектов физического воздействия на полимерные материалы и их качественные характеристики. В процессе изучения литературы были выделены как положительные, так и отрицательные стороны физического воздействия на структуру, и качество полимерных материалов. В качестве физических методов воздействия были рассмотрены: ультрафиолетовое облучение, ионизирующее и микроволновые излучения, лазерное воздействие, механическое нагружение, термическая обработка и другие. Описан опыт применения физического воздействия для расширения области применения полимеров, включая повышение прочности, термостойкости, устойчивости к коррозии и др. Затронуты риски, которые могут возникать в результате воздействия на различные структуры полимерных материалов, в том числе применяемых для упаковки пищевых продуктов. Обозначена перспективность изучения влияния микроволнового излучения, как вида физического воздействия на полимеры, с целью снижения негативных последствий. Данная статья может быть полезна специалистам, занимающимся разработкой и производством полимерных материалов, а также для научных исследователей, занимающихся изучением физических свойств материалов.
Бесплатно
