2567

1.РД 52.24.488-2006 Массовая концентрация летучих фенолов в водах. Методика выполнения измерений экстракционно-фотометрическим методом после отгонки с паром.

2.ГОСТ Р ИСО 6439-90 Качество воды. Определение фенольного индекса с 4- аминоантипирином. Спектрофотометрические методы после перегонки.

Научный руководитель канд. техн. наук, доцент Т.С. Химич

УДК 502.36 + 504.062

СИСТЕМЫ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ ОТ ИСПАРЕНИЙ ИЗ РЕЗЕРВУАРОВ

Р.Р. Вагапов, студент Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, г. Омск

Ежегодно по различным оценкам [1] в атмосферу планеты выбрасывается 50...90 миллионов тонн углеводородов. Значительная часть этих выбросов приходится на предприятия нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей отраслей промышленности. Удельные потери углеводорода за счет их испарения на нефтеперерабатывающих заводах различных стран мира составляют 1,1...1,5 кг на 1 т продукта.

Значительное загрязнение атмосферного воздуха парами нефтепродуктов происходит при заполнении и опорожнении резервуаров нефтехранилищ при так называемых "дыханиях" резервуаров.

Испарения из резервуаров обусловлены одной из причин:

потери от «больших дыханий»: это потери обусловленные вытеснением паровоздушной смеси (насыщенной как правило, парами бензина) из резервуара при его закачке (заполнении);

потери от «малых дыханий». Вызываются ежесуточными колебаниями температуры, барометрического (атмосферного) давления и парциального давления паров бензина в газовом пространстве резервуара.

потери от «обратного выдоха». При выкачке нефтепродукта из емкости с паровоздушной смеси, насыщенной парами, в освобождающийся резервуар всасывается атмосферный воздух. При этом концентрация паров в газовом пространстве уменьшается и начинается испарение нефтепродукта. В момент окончания выкачки парциальное давление паров в газовом пространстве обычно не бывает значительно меньше давления насыщенных паров при данной температуре. Это приводит к дополнительному испарению бензина с поверхности нефтепродукта, из-за чего давление внутри повышается и происходит вытеснение некоторого количества паровоздушной смеси («обратный выдох»).

Основная масса "дышащих" резервуаров сосредоточена на нефтепромыслах, нефтеперекачивающих станциях и врезервуарных парках нефтеперерабатывающих заводов. На долю резервуарных парков приходится

91

примерно 70 % всех потерьнефтепродуктов на нефтеперерабатывающих заводах.

Нефть – это исчерпаемый и невозобновляемый природный ресурс, которого по разным источникам осталось на 30 - 50 лет. Потери легких фракций бензина приводят к ухудшению товарных качеств, понижению октанового числа, повышению температуры кипения, а иногда и к переводу нефтепродукта в более низкие сорта. Независимо от вида потерь жидких углеводородов в конечном итоге они оказываются в атмосфере, что отрицательным образом сказывается на окружающей среде, и особенно на здоровье людей. Все это обуславливает необходимость улавливания легких фракций углеводородов и возвращения их в процесс производства.

Системой улавливания легких фракций называется совокупность технологического оборудования, обеспечивающего отбор и утилизацию легких фракций нефти и нефтепродуктов при повышении давления в газовом пространстве резервуаров до того, как произойдет их «выдох» в атмосферу [2]. Под утилизацией в данном случае понимается либо накопление паровоздушной смеси с целью последующего ее возврата в газовое пространство резервуаров, либо отделение углеводородов от нее, либо реализация смеси потребителям.

Несмотря на многообразие применяемых и заявленных в качестве изобретений конструкций систем улавливания легких фракций, их можно объединить в несколько групп: 1) адсорбционные и абсорбционные системы; 2) конденсационные системы; 3) компрессионные системы; 4) комбинированные системы.

С 20-х годов известен адсорбционный метод улавливания углеводородов. Процесс осуществляется по следующей схеме: 1) насыщение (адсорбция) угля углеводородами; 2) отгонка (десорбция) поглощенных фракций перегретым водяным паром; 3) сушка активированного угля нагретым до 120... 130°С воздухом; 4) охлаждение холодным воздухом.

Для адсорбера характерны простота, надежность и безопасность работы. Предусмотрено регулирование температуры в двух точках в зависимости от режима работы аппарата. Средства автоматики размещены в отдельном герметизированном блоке и не зависят от сложной системы контроля и управления резервуаром.

Однако из-за низкой пропускной способности и необходимости дополнительных затрат на десорбцию адсорбционные системы улавливания паров нефтепродуктов не получили широкого применения на практике. Достигаемая степень очистки паровоздушной смеси от углеводородов составляет 90 % [3]. Однако для этого требуется достаточно сложное аппаратное оформление. Кроме того, необходимость периодического вывода колонны на регенерацию и охлаждение адсорбента обуславливает потребность в увеличении их числа сверх расчетного, по крайней мере, в 1,5 раза.

92

Наряду с адсорбционными получили распространение и абсорбционные системы улавливания легких фракций. Они включают резервуар с бензином, снабженный дыхательным клапаном, который посредством газовой обвязки связан с абсорбером. При повышении давления в газовом пространстве резервуара паровоздушная смесь поступает в нижнюю часть абсорбера и движется вверх по каналам, образованным в нем специальными насадками (кольца Ришига и т. п.). Навстречу паровоздушной смеси, сверху вниз, движется абсорбент — низколетучий поглотитель (керосин, дизельное топливо и т. п.). Для этого абсорбент из емкости забирается насосом и распыляется через форсунки.

Достаточно сложной и энергоемкой является система регенерации абсорбента. Все это ведет к удорожанию рассматриваемой системы, что является главным недостатком.

Много публикаций в отечественной и зарубежной литературе посвящено компрессионным системам улавливания легких фракций [3]. Сущность этих систем заключается в сжимании отобранной из емкостей паровоздушной смеси с целью ее аккумулирования или реализации (в сжиженном или газообразном состоянии).

По способу компримирования эти системы делятся на эжекторные и компрессорные. Рабочей средой в эжекторах является жидкость (техническая вода, углеводороды и т. д.) или газ. Соответственно они называются жидкостно-газовыми или газовыми эжекторами. Компрессорные системы классифицируются по типу используемых компрессоров (поршневые, винтовые, роторные, ротационные).

Применение компрессорных систем улавливания целесообразно при больших расходах паровоздушной смеси.КПД компрессорови развиваемое ими давление достаточно высоки. Вместес тем применение поршневых компрессоров требует значительных капитальных затрат, а винтовые компрессоры не всегда имеют достаточную эксплуатационную надежность. Кроме того, в компрессорных системах компримирование паров приводит к повышению их температуры, что требуетобязательного охлаждения паровс целью обеспечения конденсации углеводородов. Для обеспечения безопасной работы компрессоровнеобходимо предотвратить попадание воздуха в газовое пространство резервуаров. Охлаждение паров и создание их запасовдля последующего заполнения газового пространства требуют дополнительных затрат.

В силу перечисленных причин большое распространение получили эжекторные системы. Достоинствами эжекторных установок являются простота, надежность, недефицитность комплектующих узлов. Их обслуживание не требует дополнительного персонала.

Принцип действия конденсационных систем основан на более высокой температуре конденсации паров углеводородов по сравнению с воздухом. В таких системах улавливание легких фракций углеводородов осуществляется за счет охлаждение паровоздушной смеси.

93

Паровоздушная смесь из резервуара по газовой обвязке поступает в холодильник, который включается по сигналу датчика давления. Образующийся в результате охлаждения паровоздушной смеси конденсат отделяется вемкости и насосомзакачивается обратно в резервуар, а воздух со следами углеводородовсбрасывается ватмосферу через регулятор давления типа «до себя» [5].

Недостатками этой системы является сложность подбора оптимальной температуры охлаждения многокомпонентной паровоздушной смеси и необходимость постоянной подачи хладогента. Достоинствами является высокая степень улавливания, быстрая окупаемость.

Описанные выше системы улавливания легких фракций углеводородов не всегда обеспечивают необходимое сокращение паров углеводородов в атмосферу. Поэтому во многих изобретениях предполагается совмещать сразу несколько способов улавливания паров.

Примерами таких комбинированных систем улавливания можно указать конденсационно-адсорбционные системы, конденсационнокомпрессорные системы и другие [4].

Библиографический список

1.Кавнев Г.М. Охранана воздушного бассейна на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии в связи с переходом на новые экономические методы управления / Г.М. Кавнев, Н.С. Моряков, В.К. Загвоздкин, В.А. Ходякова - М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1989.

2.Правила технической эксплуатации нефтебаз. – М.: Недра, 1986. – 168 с.

3.Коршак А.А. Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения /

А.А. Коршак – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2001. – 144 с.

4.КоршакА.А. Ресурсосберегающиеметоды итехнологиипри транспортировкеи хранении нефтии нефтепродуктов /А.А. КоршакУфа:ДизайнПолиграфСервис, 2006.–

192с.

5.Резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей / М.А. Ельгаников // Открытия. Изобретения. – 1990. - № 46. – С. 85.

Научный руководитель канд. техн. наук, доцент Е.В. Шаповалова

УДК 622:502

МОДИФИЦИРОВАНИЕ АСФАЛЬТОБЕТОНА УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИМИ ДОБАВКАМИ

О.Ю. Емельянова, магистрантка Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия, г. Омск

Возросшие требования к качеству и долговечности асфальтобетонного покрытия изменяютподход к исходным материалам, применяемым для производства асфальтобетонных смесей.Многие международные профессиональные организации создали рабочие комитеты, комиссии и группы, активно работающие в этой сфере. Один из таких комитетов– TC 197-

94

NCM – был создан, например, Международным союзом экспертов и лабораторий вобласти строительных материалов, систем и конструкций (РИЛЕМ). Большой объем работ предусмотрен планами Технического комитета «Нанотехнологии вбетоне» ACI236D Американского института бетона.

Применение углеродсодержащих добавок при производстве асфальтобетонных смесей расширяется с каждым годом. С ростом скоростей движения происходит увеличение динамического воздействия транспорта на автомобильную дорогу. Разрушение происходит на границе раздела фаз материал-битум. Это ведет к оголению зерен минерального остова и, в конечном итоге, к разрушению покрытий в виде выкрашивания минерального материала или образования на поверхности покрытий «нисходящих» трещин. Для предотвращения возникновения вышеперечисленных дефектов целесообразно применять вяжущее с повышенными адгезионными свойствами, т.е. модифицированные ПАВ. Добавление ПАВ к битуму заметно улучшает обволакивание частиц и прилипание пленки вяжущего (адгезию) к каменным материалам кислых пород, поэтому эти добавки называются адгезионными. Улучшение адгезии существенно повышает качество асфальтобетонных смесей и, соответственно, дорожных покрытий.

Реально на асфальтобетонных заводах России используется много углеродсодержащих добавок. Добавки различаются по цене, по количеству, в котором их надо вводить для достижениянеобходимого эффекта, технологичностью, термической стойкостью, стабильностью свойствот партии кпартии. Тем не менее, не прекращаются поиски новых, более совершенныхдобавокс улученными качествами и более низкими затратами на их производство и внедрение. Одним из таких веществ является твердофазный продукт (ТФП).

ТФП (нанодисперсный полимерный продукт) можно получить из нефтешламов нефтеперерабатывающего завода с помощью синтеза. ТФП является основным продуктом превращения пентадекана при обработке его эмульсией анодными микроразрядами. Материал не плавится и не растворяется в известных растворителях. Введенный после дополнительного измельчения в состав некоторых композиционных материалов на полимерной основе, он существенно улучшает ряд их физико-механических характеристик. Исследования износа композиционных материалов при добавлении от 0,5 до 3 % второпласта-4 и ТФП показал резкое уменьшение коэффициента трения и скорости износа. Исследование прочности и других эксплуатационных свойств при применении твердого продукта продолжается. Важным достоинством данного продукта являются дешевое сырье и очень простая технология его получения. В перспективе рассматривается его применение в качестве добавки при изготовлении асфальтобетона.

95

Современный прогресс в области технологий позволяет надеяться, что уже в наступившем десятилетии многие задачи, на сегодня представляющиеся фантастическими, будут успешно решены.

Библиографический список

1.А.М. Сизиков, В.Ф. Борбат, Т.А. Калинина. «Химическиеэффекты анодногомикроразряда в системахнаосновеводныхрастворов электролитов». Омск, 2010.-304с.

2.«Применение нанотехнологий в строительстве» - II Международная научно-

практическая online-конференция (29–30 сентября 2010 г.) http://www.nanonewsnet.ru/

3.«Пути повышения качества асфальтобетона» http://www.newchemistry.ru/

Научный руководитель канд. хим. наук, доцент, А.М. Сизиков

УДК 614.8

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ

А.А.Кривенко, студентка; В.В.Нагорный, доцент Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар

Проблема обеспечения экологической безопасности окружающей среды и человека не может быть решена в отсутствии адекватных методов и показателей количественной оценки состояния и качества главных

Чтобы повысить эффективность транспортного процесса, необходимо оптимизировать параметры, входящих в комплекс ВАДС систем и показатели их взаимодействия по единому критерию.

Простейшим является метод сравнения дорог и участков по количеству (ДТП) на 1 км. Критерием оценки является отношение количества ДТП за год или несколько лет надороге кее протяженности. Этот метод не учитывает таких показателей, какинтенсивность и скорость движения, геометрические параметры дорог, климатические условия,рельеф местности, активные зоны земной коры (геопатогенные зоны ГПЗ),солнечную радиацию и т.д.

Метод оценки условий безопасности движения с помощью коэффициента аварийности основан на анализе статистики дорожнотранспортных происшествий. Степень опасности по этому методу характеризуется итоговым коэффициентом аварийности, КАВ вычисляемым как произведение частных коэффициентов (1), учитывающих влияние интенсивности движения, элементов профиля дороги, состояния покрытия, характеристику застройки дорог и др.

96

где коэффициент К1 К2 К3 К4 ......К17 выражают отношение количества происшествий при той или иной величине элемента плана и профиля дороги к количеству происшествий на эталонном участке дороги.

Метод коэффициентов безопасности Кбез косвенно характеризует условия БД отношением скорости движения V, обеспечиваемой какимлибо участком дороги, к максимальной скорости Vвх, с которой автомобиль может выехать на него с предшествующего участка (2):

V

существующие методы оценки БД носят односторонний характер. Они в основном только с точки зрения технических параметров, характеризуют условия дороги и среды. При этом не всегда учитываются такие весомые факторы как природно-климатические условия и активные зоны земной коры, солнечная радиация района проложения дороги, психофизиологические аспекты работы водителя и др., что уменьшает достоверность оценки условий безопасности движения.

Среди множества факторов дорожных условий, определяющих состояние аварийности на автомобильном транспорте, особенно выделяются природные, так называемые геопатогенные зоны (ГПЗ). Они соответствуют разломам земной коры, и их влияние на психофизиологию водителей особенно активно.

Так, сопоставление сведений о прохождении разломов земной коры по территории Краснодарского края и статистических данных о дорожнотранспортных происшествиях (ДТП) на участках автомобильных дорог, проложенных в соответствующих геопатогенных зонах, показало наличие явных аномалий. По данной проблеме с 1991 по настоящее время нами проводятся научные исследования. Число ДТП на этих участках намного превышает средний уровень аварийности на автодорогах края.

Определен также показатель геопатогенной зоны (ГПЗ) дороги, её коэффициент, влияющие на условия движения автомобилей по дорогам. Для этих расчётов использовались:

S, L - длина и ширина участка геопатогенной зоны на дороге; Т - время проезда автомобилем этой зоны; Б – показания прибора в геопатогенной зоне;

V - скорость движения автомобиля. A1 - число ДТП;

А2 - число погибших в ДТП; А3 - число раненных в ДТП;

Кс - коэффициент сложности условий движения.

Выявлен показатель опасности геопатогенных зон и коэффициент сложности участка дороги (таблица 1).

Таблица 1

Коэффициент сложности участка дороги

97

Разработанные методики позволили в несколько этапов провести экспериментальные исследования по влиянию геопатогенных зон на условия движения транспортных потоков на основных автомобильных магистралях «Дон» и «Кавказ» Краснодарского края.

В среднем ежегодно совершается 3 ДТП, имеются пострадавшие (столкновения, наезды на пешеходов).

Участки геопатогенных зон на эксплуатируемых автомагистралях должны быть выделены с помощьюспециального знака, который предлагается ввести в число других предупреждающих знаков, определенных правилами дорожногодвижения на автомобильных дорогах Российской Федерации.

Исследованиями авторов также доказано совпадение разломов земной коры и «очагов» дорожно-транспортных происшествий, возникающих в аномальных (геопатогенных) зонах на автодорогах «Дон» и «Кавказ» с помощью прибора ИГА-1 и картирование при помощи методики биологической тест-системы (БТС).

Практическая значимость проведённого исследования состоит в возможности использования разработанной методики для повышения безопасности движения на автомобильных дорогах, проходящих через ГПЗ как на стадии проектирования, так и при эксплуатации.

Установка мощных нейтрализаторов ГПЗ может также существенно обеспечить обезопасить движение на автодорогах.

Участки ГПЗ на автомагистралях в первую очередь должны быть оборудованы средствами аварийной связи с подразделениями ГИБДД, технической и медицинской помощи.

Предлагаемые рекомендации носят универсальный характер и могут быть использованы на автомобильных дорогах во всех регионах России.

Библиографический список

1.Аксенов, В.А. Экономическое обоснование мероприятий, повышающих безопасность движения [Текст] / В.А. Аксенов; - М., ВНИИБД МВД СССР, 1072, с.33.

2.Аксенов, В.А. Оценка эффективности мероприятий, повышающих безопасность дорожного движения [Текст] / В.А. Аксенов, Д.А. Давиденко; -М.: ВНИИБД МВД

СССР, 1980, 77с

3.Астров, В.А. Приборы для контроля коэффициентов сцепления и шероховатости покрытий, автомобильных дорог [Текст] / В.А Астров, П.К. Малинин; Труды Союздорнии, -М.: вып. 67 изд. Союздорнии, 1967 г., с. 123-151.

4.Афанасьев, М.Б. Скорость и безопасность движения на автомобильном транспорте

[Текст] / М.Б. Афанасьев, Л.И. Булатов; -М.: Транспорт, 1971, 48 с.

5. Бабков, В.Ф. Дорожные условия и безопасность движения [Текст] / В.Ф. Бабков; -

М.: Транспорт, 1970, 256 с.

98

6. Яйли Е.А. Научные и прикладные аспекты оценки и управления урбанизированными территориями на основе инструмента риска и новых показателей качества окружающей среды. [Текст] / Е.А.Яйли; -Санкт-Петербург, РГГМУ, Российский государственный гидрометеорологический университет «ВВМ»,2006,с.4-7,с.97-159.

УДК 678.7:628

ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ПЭТ-БУТЫЛОК

Т.И. Мицих, студентка Омский государственный технический университет, г. Омск

На сегодняшний день ни один человек не обходится без использования полимерных материалов в том или ином виде. Объектом настоящего исследования является рынок переработки ПЭТ-бутылок. За один только год в России образуется почти 750 тыс. тонн полимерных отходов и лишь около 10 % перерабатывается [1]. Вместе с тем увеличивается и количество отходов ПЭТ, создавая проблему их утилизации – известно, что в естественных условиях пластик не разлагается в течение многих лет. А вторичная переработка ПЭТ позволяет получать ценное полимерное сырье, которое может быть использовано в различных отраслях промышленности и строительства. Измельченные отходы ПЭТ с успехом применяются при производстве полимеров.

Вопросы переработки ПЭТ приобрели особую актуальность в нашей стране в конце 90-х годов, когда материалы на основе ПЭТ (упаковка, тара) начали опережать другие виды полимеров.

Переработка пластиковых бутылок помогает решить вопросы защиты окружающей среды и значительно повысить эффективность предприятий по производству полимерной продукции, таккак использование вторичного ПЭТ положительным образом сказывается на себестоимости производимых изделий. Основная проблема, с которой сталкиваются при переработке ПЭТбутылок – это их сбор. Сбор бутылок на полигоне– это достаточно трудоемкое мероприятие, и полученное таким образом сырье отличается высокой загрязненностью. Прежде, чем приступить к вторичной переработке ПЭТ, сырье приходится очищать и мыть, что увеличивает затраты на переработку бутылок, также полученное сырье отличается невысоким качеством.

Целесообразно в сложившейся ситуации обратиться к опыту развитых стран, где давно уже практикуется сортировка бытовых отходов самими жителями. При этом материального стимулирования практически не ведется – граждане этих стран проявляют высокую сознательность, понимая важность проводимых мероприятий по сортировке бытовых отходов для улучшения экологической ситуации в стране. Попытки использования зарубежного опыта уже ведутся как в Москве, так и в

99

регионах, и результаты их обнадеживают. Раздельный сбор отходов ПЭТ обеспечивает высокое качество исходного сырья, так как предназначенные для переработки пластиковые бутылки поступают уже без крышек, ручек и этикеток.

ПЭТ – это полимер со стабильными механическими свойствами, он подвергается гомогенизации легче, чем другие отходы полимеров. Переработка ПЭТ не требует пластификации, достаточно очистить ПЭТ от других видов полимеров, из которых выполняются, к примеру, крышки. На начальном этапе переработки ПЭТ пластиковая тара очищается от загрязнения, проходит мойку, измельчение, после чего производится агломерация или грануляция сырья. Большая часть этих операций сегодня механизирована и даже автоматизирована – такую возможность предоставляет современное оборудование для переработки пластиковых бутылок.

Оборудование для переработки пластиковых бутылок состоит из двух секций. В первой происходит измельчение ПЭТ и отмывка от загрязнений, во второй секции производится гранулирование материалов с помощью экструдера. Комплектация оборудования для переработки ПЭТ бутылок зависит от того, насколько загрязненным будет исходный материал [2].

Рассмотрим базовую линию переработки ПЭТ-бутылок. В состав линии по переработке пластиковых бутылок входят несколько видов оборудования. Подготовленное сырье по транспортеру подается для загрузки в дробилку. Здесь сырье измельчается до нужного размера, после чего полученные фракции транспортируются с помощью сжатого воздуха на линию флотации. На этом этапе измельченное сырье отделяется от включений других материалов (бумага, упаковочная пленка), после чего поступает в мойку. В мойке сырье проходит окончательную очистку, от него отделяется вода, и сырье высушивается. После сушки полимерное сырье поступает в бункер (циклон), из которого выгружается в тару и складируется либо подается для дальнейшей переработки.

Оборудование для переработки пластиковых бутылок дает возможность получить гранулят, который в дальнейшем применяется для производства тары технического назначения, в качестве добавки при производстве полимеров, а также для производства компаундов.

Линия предназначена для переработки ПЭТ бутылок (как чистых, так и загрязненных) в материал, пригодный для вторичного использования - хлопья или гранулы. Материал проходит полный цикл очистки и мойки от грязи и масляных загрязнений, полиэтиленовых колпачков и ручек, этикеток, металлических включений и пр. Все операции, кроме сортировки, выполняются автоматически.

В результате исследования выявлены следующие факторы, тормозящие внедрение технологий переработки полимерных отходов:

100