- •Раздел 1. Литературный обзор
- •Раздел 2. Описание и обоснование поточной схемы завода по переработке нефти ………………………………………32
- •Раздел 3. Технологический расчёт процесса термолиза мазута………………………………………………………………………….43
- •Раздел 4. Экспериментальная часть
- •Введение
- •Раздел 1. Литературный обзор
- •1.1. Типы химических реакций при взаимодействии нефтяных остатков с серой
- •1.2.Химизм и механизм реакций элементной серы с углеводородами
- •1.2.1. Алканы
- •1.2.2. Циклоалканы и их ароматические производные
- •1.2.3. Ароматические углеводороды
- •1.2.4. Арилалканы
- •1.3. Применение серы в процессах получения вяжущих материалов
- •1.4. Некоторые свойства серы, необходимые для процесса получения вяжущих материалов. Три вида серы в серосодержащем вяжущем (св)
- •1.5.Факторы, влияющие на свойства вяжущих
- •1.5.1. Зависимость свойств св от температуры
- •1.5.2. Зависимость свойств св от времени хранения
- •1.5.3. Зависимость свойств св от содержания серы
- •Промышленное применение процессов получения серосодержащих вяжущих
- •1.7. Перспективы утилизации отходов нефтепереработки с получением вяжущих материалов
- •Раздел 2. Описание и обоснование поточной схемы завода по переработке нефти
- •2.1. Характеристика ромашкинской нефти [20]
- •2.3. Материальные балансы установок
- •2.4. Расчет октанового числа товарного автомобильного бензина и глубины переработки нефти
- •Раздел 3. Технологический расчёт процесса термолиза мазута
- •3.1. Технологическая схема комбинированной установки «ат - термолиз мазута»
- •3.1.1. Схема технологической установки
- •3.1.2. Описание технологической схемы
- •3.2. Материальный баланс процесса термолиза мазута с элементной серой
- •3.3. Тепловой баланс процесса
- •3.3.1. Приход тепла
- •3.3.2. Расход тепла
- •3.4. Расчёт реактора
- •Расчёт теплообменного аппарата
- •Расчёт насоса для перекачивания мазута
- •Расчёт аппарата для плавления серы
- •Расчёт насоса для перекачивания жидкой серы
- •Раздел 4. Экспериментальная часть исследование свойств продуктов термолиза мазута
- •4.1. Цель и результаты работы
- •4.2. Методика проведения термолиза
- •4.3. Исследование реологических свойств продуктов термолиза
- •4.4. Зависимость реологических свойств продуктов термолиза от условий процесса
- •Термолиз смеси мазута с отработанным маслом
- •Определение содержания асфальтенов a1 и а2 в продуктах термолиза
- •Характеристика асфальтенов а1 и а2
- •Определение общего содержания асфальтенов
- •Определение содержания а1 и а2
- •4.6.4. Определение содержания нерастворимых в толуоле
- •Определение малакометрических свойств полученных продуктов
- •Методика определения свойств
- •Результаты определения малакометрических свойств полученных продуктов
- •Общие выводы по работе
- •Список литературы
1.5.3. Зависимость свойств св от содержания серы
Было найдено, что температура размягчения СВ уменьшается до тех пор, пока количество серы в СВ не достигнет 10% (масс.). Дальнейшее возрастание содержания серы ведёт к небольшому повышению этого показателя.
И температура размягчения, и значение пенетрации тесно связаны с вязкостью и твёрдостью вяжущего. Считается, что уменьшение вязкости и твёрдости возникает частично от растворения серы в нефтяном остатке, и частично от химической реакции. Считается, что когда количество серы доходит до 50%, происходит кристаллизация второй фазы, и это повышает вязкость и твёрдость вяжущего [13].
При использовании 17-19% серы вязкость вяжущего значительно падает и может быть сопоставлена по численному значению с вязкостью исходного вещества. Но при дальнейшем добавлении серы сера прекращает полностью растворяться, и вязкость СВ возрастает [14].
Промышленное применение процессов получения серосодержащих вяжущих
Серосодержащее вяжущее получают введением в нефтяной остаток дроблёной, молотой либо расплавленной серы. Продолжительность перемешивания СВ до однородного состояния сокращается при использовании расплавленной серы. Время смешения компонентов составляет от 5 до 30 мин в зависимости от интенсивности перемешивания и количества серы.
На основе установленных закономерностей процесса взаимодействия тяжёлых нефтяных остатков с элементной серой предложены технологические решения, обосновывающие применение серы в производстве вяжущих, которые использованы Институтом нефтехимпереработки при разработке технологического регламента на проектирование опытно-промышленного производства вяжущих материалов из сырья, модифицированного элементной серой.
В качестве сырья использованы наиболее распространённые нефтяные остатки, применяемые для производства битумов и отличающиеся фракционным и химическим составом (гудроны западно-сибирской и арланской нефтей, вакуумированный крекинг-остаток, асфальт пропановой деасфальтизации).
Композиции серы нефтяных остатков готовились двумя способами. В первом случае сера вводилась в нефтяной остаток в виде тонкодисперсного порошка, полученная смесь механически перемешивалась при температуре 130 0С в течение 20 минут. В втором случае сера вводилась в нефтяной остаток в расплавленном виде при 120-130 0С, затем полученная смесь механоактивировалась ультразвуковым диспергатором. Часть образцов затем подвергалась дополнительной термообработке при 140 0С.
Исследование сырья и продуктов взаимодействия проводилось с использованием стандартных аналитических методов исследования. Определение группового химического состава (ГХС) выполнялось по методике БашНИИ НП. Для рентгеноструктурного анализа использовался дифрактометр ДРОН-2. Исследование реологических характеристик полученных смесей проводилось на реовискозиметре Хепплера [15].
Также показана возможность получения вяжущих материалов путём окисления предварительно осернённого сырья, где на первой стадии исходное сырьё смешивается с элементной серой, а затем окисляется кислородом воздуха.