Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов

Диссертация: Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

В настоящее время актуальным является вопрос разработки технологии производства битумов, позволяющей увеличить мощность и улучшить качество продукции на действующих битумных установках без значительных капитальных вложений. Разработана конструкция выносного ГЖКВА — предокислителя, позволяющая проводить процесс предварительного окисления нефтяного сырья до окислительной колонны. Конструкция… Читать ещё >

Содержание

  • ВВЕДЕНИЕ
  • 1. Литературный обзор
    • 1. 1. Химизм и механизм реакций процесса производства окисленных битумов
    • 1. 2. Влияние факторов процесса окисления на свойства конечного продукта
    • 1. 3. Влияние температуры на процесс окисления сырья
    • 1. 4. Варианты получения строительных марок битумов
    • 1. 5. Очистка газов от сероводорода и меркаптанов
    • 1. 6. Влияние кавитационно-вихревых эффектов на интенсификацию процессов окисления нефтяного сырья до 30−37 битума
  • 2. Объекты и методы исследования
    • 2. 1. Сырье. Физико-химические свойства
    • 2. 2. Состав, технические и физико-химические свойства битумов
    • 2. 3. Лабораторная установка по окислению
    • 2. 4. Исследование газожидкостного режима, создаваемого газожидкостным смесителем
  • 3. Исследование влияния волновых воздействий на качество получаемых окисленных нефтяных битумов
    • 3. 1. Расчет энергии активации процесса окисления с использованием ГЖКВА
    • 3. 2. Схема работы блока получения строительных битумов для обеспечения максимальной эффективности производства
    • 3. 3. Подбор оптимального режима работы выносного кавитационно-вихревого аппарата
  • 4. Разработка поглотителя комплексного действия для удаления сероводорода и меркаптанов из газов
    • 4. 1. Исследование влияния волновых воздействии на диссоциацию водных растворов
    • 4. 2. Химизм реакции
    • 4. 3. Получение поглотителя (нейтрализатора) сероводорода
    • 4. 4. Поглощение сероводорода из газа реагентами на основе моноэтаноламина и формальдегида
    • 4. 5. Разработка методики расчета кавитационно-вихревого абсорбера
    • 4. 6. Опытно-промышленная схема очистки газов окисления от сероводорода и меркаптанов, а 2 02 об
  • ВЫВОДЫ

Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Битум, являясь одним из наиболее известных инженерно-строительных материалов, используется широко, достаточно назвать дорожное строительство, изготовление кровельных материалов, применение в лакокрасочной и кабельной промышленности, строительство зданий и сооружений, прокладку трубопроводов, поэтому спрос на высококачественные нефтяные битумы имеет постоянную тенденцию к росту. Связано это в первую очередь с повышением требований к качеству вырабатываемых нефтебитумов и с реализацией ряда возрастающих требований, предъявляемых потребителями данного вида продукции.

На большинстве НПЗ России действуют битумные установки, использующие физически и морально устаревшие технологии, что крайне затрудняет переход нефтеперерабатывающих предприятий на производство высококачественных битумов. Весьма проблематичным в условиях недостаточности финансирования на многих предприятиях является вопрос увеличения мощности битумных установок, при сохранении существующего уровня качества, не говоря уже и о его значительном повышении. Особенно это касается такой консервативной сферы производства нефтебитумов как производство строительных битумов марок БН-70/30 и БН-90/10, широко используемых в промышленности и народном хозяйстве. При стандартном подходе для решения проблем увеличения мощности и повышения качества выпускаемой продукции требуется вложение значительных средств в реконструкцию действующих или строительство новых установок.

В настоящее время актуальным является вопрос разработки технологии производства битумов, позволяющей увеличить мощность и улучшить качество продукции на действующих битумных установках без значительных капитальных вложений.

Проводить процессы с наибольшей эффективностью и создавать компактные аппараты позволяет применение вихревого эффекта, поскольку для создания эффективного режима кавитации бывает достаточно энергии потока обрабатываемой жидкости.

Реализация современных технологий и применение аппаратов генерирующих энергию потока в волновую энергию позволяющих снизить энергоемкость процессов является актуальным, со значительным возрастанием в последнее время стоимости энергоносителей.

Цель диссертационной работы заключается в выявлении влияния волновых воздействий на процесс окисления нефтяных остатков при данном воздействии, а так же совершенствовании производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов. Основные задачи исследования.

1 Изучение влияния волновых воздействий на системы газ — жидкость.

2 Совершенствование технологического процесса получения строительных марок нефтебитумов в аппаратах колонного типа с применением кавитационно-вихревых аппаратов.

3 Разработка конструкции аппарата, работающего на принципах кавитационно-вихревых эффектов с целью совершенствования технологии получения строительных битумов путем предварительного окисления нефтяного сырья кислородом воздуха до колонны окисления.

4 Разработка технологии очистки газов окисления от сероводорода при производстве строительных битумов.

1. Литературный обзор

Выводы.

1 Изучено интенсифицирующее влияние волновых воздействий на процесс окисления нефтяного сырья кислородом воздуха. Установлено, что уже при температуре 30 °C сырье, подвергаемое волновому воздействию, переходит в активное состояние, а термообработанное — только начиная с 90 °C.

2 Предложена технологическая схема производства окисленных битумов с использованием выносного предокислителя.

3 Подобраны параметры процесса предокисления: температура 130−150 °С, подача воздуха 8−12% от общего количества подаваемого на окисление.

4 Разработана конструкция выносного ГЖКВА — предокислителя, позволяющая проводить процесс предварительного окисления нефтяного сырья до окислительной колонны. Конструкция выносного ГЖКВА защищена патентом РФ № 228 115.

5 С применением волнового воздействия получен поглотитель, обладающий повышенной абсорбционной емкостью более 350 мг H2S на 1 грамм поглотителя против 150 мг H2S на 1 грамм получаемого с катализатором. Поглотитель проявляет высокую степень очистки газов от H2S и меркаптанов, оставаясь инертным по отношению к углекислому газу.

6 Предложена технологическая схема очистки газов окисления с применением реактора с волновым воздействием в качестве абсорбента в котором используют новый поглотитель.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.М. Нефтяные битумы. Химический состав, коллоидная структура, свойства и способы производства. 1963
  2. Н.И., Крейн С. Э. Окисляемость минеральных масел. Гостопиздат, 1955.
  3. В.М., Леоненко В. В., Сафонов Г. А. Влияние гетероатомных соединений на окисление нефтяного гудрона // Химия и технология топлив и масел. 1995.-№ 4.-С. 33−35
  4. Н.П. Исследование влияния природы сырья на состав и свойства окисленных дорожных битумов (автореферат). М., 1970.
  5. Новое в производстве улучшенных битумов. 1971. Кинетика процессов окисления гудронов в битумы.
  6. С.Р., Семячко Р. Л., Галич А. Н. // Журнал прикладной химии. 1959, 32, вып. 3.
  7. A.B. Влияние условий окисления на состав и свойства окисленных битумов: Дис. канд. техн. наук.-Л., 1975.
  8. Д.А., Березников A.B., Кудрявцева И. К., Таболина Л. С., Федосова В. А. Битумы. Получение и способы модификации. Учебное пособие. Л, 1979
  9. Н.Г., Гуреев Ал.А., Гохман Л. М., Гурарий Е. М., Маненкова Н. И. Влияние качества сырья на свойства дорожных битумов // Химия и технология топлив и масел. 1990.- № 4.-С. 11−13.
  10. И.Н., Диссертация, Ленинградский технологическтй институт им. Ленсовета, 1970 г.
  11. В.В., Ахметова P.C. Труды БашНИИНП, вып. 8, Химия, 1968 г., с. 167−170.
  12. Тематический обзор. Современное состояние производства битума. № 5, М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1993 г.
  13. С.А. Оптимизация процессов производства битумов из нефтяных гудронов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1987.-№ 8.-С. 11−12.
  14. И.Г. Влияние температуры размягчения сырья на качество дорожных битумов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1989.-№ 6.-С. 8−11.
  15. Н.Г., Гвоздева В. В., Гуреев Ал.А., Донченко С. А. Оптимизация процесса получения окисленных дорожных и строительных битумов // Химия и технология топлив и масел. 1990.-№ 7.-С. 11−12.
  16. И.Б. Производство нефтяных битумов. М.: Химия, 1983 г., 192с.
  17. Гун Р. Б. Нефтяные битумы. М.: Химия, 1973 г., 432 с.
  18. С.И., Казначеев C.B., Легкодимова Г. В. Влияние температуры окисления сырья на устойчивость дорожных битумов // Химия и технология топлив и масел. 1993.-№ 6.-С. 6−8.
  19. П.Г. и др. Нефтепереработка и нефтехимия. 1977, № 9, с. 14−16.
  20. Ф.Ш., Разработка технологических процессов с использованием волновых воздействий, диссертация д.т.н., Уфа, 1996.
  21. И.Б., Фрязинов В. В. Химия и технология топлив и масел, 1978,-№ 8.- С. 8−11.
  22. И.Б. Производство нефтяных битумов. М.: Химия, 1983.- С. 192.
  23. Гун Р. Б. Нефтяные битумы. М.: Химия, 1973.- С. 432 .
  24. Д.А. Нефтяные окисленные битумы. JL, 1973.
  25. Н.Ю., Бурлаков С. Н., Истомин JI.B., Сюткин С. Н. Нефтехимия и нефтепереработка. 2001, № 4.- С. 45−47.
  26. И.Б., Егоров И. В., Прокопюк С. Г. Нефтепереработка и нефтехимия. 1999, № 5.- С. 42−45.
  27. И.Б., Шестаков В. В., Мингараев С. С., Колесников Ю.А.109
  28. Интенсификация процесса получения окисленных битумов с помощью пористых диспергаторов воздуха // Химия и технология топлив и масел. 1993.-№ 8.-С. 7.
  29. Г. Физика акустической кавитации. В кн. Методы и приборы ультразвуковых исследований под ред. У. Мазани, т.1, ч. «Б», М.:Мир, 1967.-С.138.
  30. М.Х. Диссертация УНИ. Уфа. 1993 г.
  31. Ф.Ш. и др. Газожидкостной аппарат, пат. СССР. 1 806 002, 1993 г.
  32. И.П. Диссертация УНИ. Уфа. 1999 г.
  33. Г. А. Ластовкина, Е. Д. Радченко, М. Г. Рудина Справочник нефтепереработчика. JL, Химия, 1986 г., 648с.
  34. Гун Р. Б. Нефтяные битумы: Учебн. Пособие для рабочего образования. -М.: Химия, 1989, с. 152.
  35. Margulis М.А. Adv. in Sonochemistry, 1990, v. 1, р.39−80.
  36. Sehgal C., SteerR.P., Sutherland R.D., Verrai R.E. I.Phys. Chem., 1977, v.81, p.2618.
  37. Iarman P.D.I.Acoust.Soc.Amer., 1960, v.32,p.l459.
  38. Noltingk B.E., Neppiras E.A. Proc. Phys. Soc., 1950, v.63B, p.674
  39. Hervey E.N.I.Amer.Chem.Soc., 1939, v.61,p.2392.
  40. Degrois M., Baldo P. Ultrasonics, 1974, v. 12, p.25
  41. M.A. Ж. физ. химии, 1981, т.55,с.154.
  42. М.А. Там же, 1985, т.59,с.1497.
  43. Margulis M.A. Ultrasonics, 1985, v.23,p. 157/
  44. Margulis М.А. Adv. in Sonochemistry, 1990, v. 1 p.39−80.
  45. Патент РФ № 2 241 684, 2004 г.
  46. Патент РФ № 2 160 233, 2000 г.
  47. Патент № 2 171 705 Способ очистки газа и устройства для его осуществления /Хафизов Ф.Ш., Хафизов Н. Ф. Хайбдрахманов A. LLL, Белоусов A.B., Аликин М. А. БИ № 22 от 10.08.2001 г.
  48. В. С.и др. Распиливание жидкостей М.: Химия, 1979, с. 216.
  49. Ю.Ф. и др. Распыливание жидкостей. М.-Машиностроение, 1977, с. 208.
  50. Ф.В. тр. Союздор НИИ, 1967, вып.21 с.128−130.
  51. Патент № 2 143 314. Газожидкостной реактор /Хафизов Ф.Ш., Юминов И. П., Кузьмин В. И., Баженов В., Аликин М. А., Хафизов Н. Ф. БИ № 35 от 27.12.1999 г.
  52. Патент № 2 176 929 Газожидкостной реактор /Хафизов Ф.Ш., Хафизов Н. Ф., Андреев B.C., Зязин В. А., Морошкин Ю. Г., Хафизов И. Ф. БИ № 35 от 20.12.2001 г.
  53. М.Х., диссертация, к.т.н. Уфа, 1993 г.
  54. J.van Dijk и J.W.Morgenstern. Поглощение H2S в производстве, высокосернистой нефти, тех. издание SERVO DELDEN BV, 1990.
  55. A.A., Ризенфельд Ф. С. Очистка газа. Изд. «Недра», 1968.
  56. Справочник азотчика. Изд. «Химия», 1967, 214.
  57. Ф.А., Каргин С. И., Козлов Л. И., Приставко В. Ф. Технология связанного азота. Изд. «Химия», 1966, 174.
  58. H.H., Дмитриев М. М., Зыков Д. Д. Очистка серы от коксовального и других горючих газов. Металлургиздат, 1950, 171.
  59. К.С., Нусинов Г. И. Очистка, осушка и одоризация природных газов. Гостоптехиздат, 1947, 12.
  60. Структура и метод очистки природного газа от соединений серы. Патент США № 4,978,512.
  61. P.P., Рогозин В. И., Вышеславец Ю. Ф. Современные методы очистки газов от кислых компонентов. М., 1988.
  62. А.Х., Кабилов A.A., Нигматуллин В. Р. Очистка топлив и сжиженных газов от меркаптанов и сульфидов. Уфа, 1999.
  63. H.D.Brand. Reinigung deruchsbelastingender Abluftstrome durch Oxisation unter Verwendung von Natriumcholorit. Fette, Seifen und Anstrichmittel, 1975, 77, 354.
  64. P.P. Разработка экологически безопасных и ресурсосберегающих процессов переработки сероводорода. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук. Уфа, 2000, 176с.
  65. F.Mabire, C. Trouve, H. Hoffman и S.P.von Halasz. Поглотитель сероводорода на основе глиоксаля в подготовке нефти и газа. Материалы 5-го заседания «Vortrags- und Diskussionstagung Clausthal- Zellerfeld. 12−13 сентября 1990.
  66. Ф.Ш., Разработка технологических процессов с использованием волн.овых воздействий, диссертация д.т.н., Уфа, 1996.
  67. А.Д. Явление кавитации. Л.: Изд-во Судостроение, 1966.-439с.68. .Арэуманов Э. С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях.-М.: Недра, 1983 .-93с.
  68. A.C., Русецский А. А. Кавитационные трубы. М.: Наука, 1987.-120с.
  69. Bottcher H.N., Die Zerstorung von Metallen durch Hohlsog (Kavitation), Zs.VDl.80.1499 (1936).
  70. Mousson J.M., Untersuchunger uber Hohlsog (Kavitation), Zs.VDl. 83, 397(1938).72. .Лойцянский Jl.Г. Механика жидкости и газа. М.: Машиностроение, 1975.-94с.
  71. И.П. Ультразвук маленькая энциклопедия.М.:Металяургиздат, 1965.-130с.
  72. Р.И. Динамика многофазных сред. Л.: осхимиздат, 1962.-97с.
  73. М.А. Основы звукохимии: Учебное пособие для хим. и хим-технол. техн. вузов. М.: Высшая школа, 1984.-128с.
  74. Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. М.: Мир. 1964,-95с.
  75. К.К. Кавитация в гидродинамике //Известия АН СССР, 1956.
  76. Л. А. Возникновение и развитие кавитации. Л.: Судостроение, 1968.-345С.
  77. Э.С. Об определении параметров кавитации регулируемых клапанов //Тр. института НИИ автоматика. 1965.
  78. JI. А., Шальнев К. К. Прогнозирование щелевой кавитации. //Тр.акустического института.- 1969.
  79. Knapp R.T. Daily J.W. Hammitt F.G. Cavitation. New-York.Me Graw-Hill.1970. -500p.
  80. А. С., Русецкий А. А. Кавитационные трубы.-JI.: Судостроение 1972.-192c.
  81. A.C., Гончугов Н. Т. Возникновение кавитации в жидкости. //Тр. акустического института.-1969.
  82. В.М. Ультразвуковая химическая аппаратура. -М.: Машиностроение. 1967.-726с.
  83. JI. Ультразвук. М.: Советская энциклопедия, 1957.-С105−125.
  84. Л.Д. Физические основы ультразвуковой технологии.-М.:Наука. 1970.-234с.
  85. В.А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде итвердых телах. М.: Физматгиз, 1960.-185с.
  86. А. Ультразвуковая техника. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.-85с.
  87. И. Ультразвуковая техника. М.: Металлургиздат, 1962.-69с.
  88. Л.Д. Применение ультразвука. М.: Изд-во АН СССР, 1957.-130с.
  89. Huter Т., Bolt H. Sonils Techniques for the use of sound in engineering andScience. New York, Wiley, London, Chapman and Hall, 1955.
  90. Д.А., Фридман В. М. Ультразвуковая технологическая аппаратура.-М.: Энергия, 1976.-208с.
  91. О.Л., Ефимова С. А. Применение ультразвука в нефтяной промышленности.-М. :Недра, 1983 .-65с.
  92. . А., Дубровин М. Н., Хавицский H.H., Эскан Г. И. Основы физики и техники ультразвука: Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1987−352 с.
  93. Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л. Д. Розенберга.- М.: Физика, 1987.-196с.
  94. Д.А., Фридман В. М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. -М.: Наука, 1976.-С.103−114.
  95. В.И., Эскин Г. И., Абрамов О. В. и др. Воздействие ультразвука на многофазную поверхность металлов и сплавов. М.: Наука, 1986. -С.27−49.
  96. А.Д. Проблемы кавитации. -М.: Судостроение, 1966. -135с.
  97. М.А. Основы звукохимии (химические реакции в акустических полях): Учебное пособие для хим. и хим.технол. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1984. — 272с.
  98. Применение ультразвука в технологии машиностроения: Сб. докладов /Тр. Центральный институт научно-технической информации электротехнической промышленности и приборостроения. -М- 1960.-С.54−56.
  99. Краткий справочник химика.-М.: ГИТХЛ.- 1954.-С.135−138.
  100. Техническая энциклопедия. Справочник физических, химических и технологических величин. -Т. 7.- 1931.-C.214c.
  101. В. К. Халатов A.A. Теплообмен, массообмен и гидродинамика закрученных потоков в осимметричных каналах. М.: Машиностроение. 1982.-138с.
  102. О.Л., Ефимова С. А. Применение ультразвука в нефтяной промышленности. -М.: Недра, 1983.-109с.
  103. .Г. Техническая гидромеханика. -М.: Машиностроение, 1978.-112с.
  104. .Н. Техническая термодинамика. Теплопередача: Учео. для неэнергетич. спец. втузов. М.: Высшая школа, 1988. — 479 с.
  105. Ультразвук. Маленькая энциклопедия. -М.: Советская энциклопедия, 1979.-С.117−125.
  106. Р., Дейли Дж., Хеммит Ф. Кавитация.- М.: Мир, 1974.-235с.
  107. Р. И. Динамика многофазных сред. -T.I. -М.: Наука. Гл.ред. физ.-мат.лит., 1987. 464с.
  108. С.П., Шульман 3. П. Динамика и тепломассообмен пузырьков в полимерных жидкостях.- М.: Химия, 1972.-228с.
  109. Р.Х. Еще раз о сущности вихревого эффекта. //Вихревойэффект и его промышленное применение /Материалы III Всесоюзной научно-техн.конф. -Куйбышев.- 1981.- С.42−45.
  110. Е.Я. Характеристика вихревой трубы. //Теплоэнергетика.- 1966.-№ 7, С.62−67.
  111. Fulton S.D. Ranques tube.-Refrigerating Engineering, 1950, v.58, N5.-P.473−479.
  112. Ranque G.I. Experiments on Expansion in a Vortex with Simultaneaus Exhaust of Hat Air and Cold Air. Journ. de Phys. et Rad., 1933. v. 7, № 4. -P. 112−115.
  113. Scheper G.W. The Vortex Tube. Internal Flow and a Heat Transfer Theory. -Refrigerating Engineering. 1951, v. 59, № 10. — P.985−989.
  114. .Ф. Газодинамические особенности и механизмэнергетического разделения закрученного потока з цилиндрическихдиафрагмированных каналах. Дисс. канд. техн. наук. — Уфа. 1988. — 205 с.
  115. Hilsch R. Die Expension von Gasen in Zentrifugalfeld als Kalteprozeb. -Zeitschrift fur naturforschung, 1946, v. I, № 4.-P.208−214.
  116. А.П., Мартыновский B.C. Эффект вихревого температурного разделения перегретых паров и опытная проверка гипотезы Хилша-Фултона. //Изв. АН СССР. ОТН.- 1956.- № 1.- С.71−79.
  117. B.C., Алексеев В. П. Термодинамический анализ эффекта вихревого температурного разделения газов и паров //Теплоэнергетика. -1955.-№Ц.-С.31−34.
  118. B.C., Алексеев В. П. Исследование эффекта вихревого температурного разделения газов и паров //Журнал технической физики.-1956.-Т. 25.-Вып. 10.- С.2303−2315.
  119. B.C., Войтко A.M. Эффект Ранка при низких давлениях //Холодильная техника.- 1961.- № 3.- С.80−89.
  120. В.М., Лейтес И. Л. Определение температур в трубе Ранка-Хилша //Инженерно физический журнал.-1960.- Т. 3.- № 12.- С.72−77.
  121. А.И., Исследование вихревого эффекта //Журнал технической физики.- 1965. Т.35.- Вып 10, — С.1869−1881.
  122. Л.А., Кострица А. А. Элементарная теория эффекта Ранка //Теплоэнергетика.- 1962.-№ 10.-С.72−77.
  123. В.М., Лейтис И. Л. Зависимость величины эффекта Ранка от свойств реальных газов //Инженерно физический журнал, 1962.- Т.5.-С.38−41.
  124. А.П. О природе вихревого эффекта //Тр. КуАИ.-Куйбышев.-1959.-Вып. 37.-С.31−35.
  125. А.П. Энергетика и необратимость вихревого эффекта //Вихревой эффект и его промышленное применение /Материалы 3-й Всесоюзной науч. тех. конф.-Куйбышев.- 1981.- С.5−9.
  126. А.П., Кудрявцев В. М. К вопросу о термодинамической оценке возможностей вихревого эффекта //Вихревой эффект и его применение в технике /Материалы 2-й Всесоюзной науч-техн. конф. Куйбышев. -1976. -СЛОЗ-112.
  127. Ш. А. К вопросу определения профиля окружной скорости вынужденного вихря //Вихревой эффект и его применение в технике /Материалы 2-й Всесоюзной научн-техн. конф. -Куйбышев.-1976.-С. 19−24.
  128. В.Е. Исследование скоростных полей в самовакуумирующейся вихревой трубе при наличии в ней охлаждаемого тела //Вихревой эффект и его применение в технике /Материалы 5-й Всесоюзной науч-техн. конф.-Куйбышев.- 1988.- С. 16−20.
  129. В. И. Исследование противоточных вихревых труб //Инженерно физический журнал.- 1964.- Т.7.- № 2.- С.95−102.
  130. А.И., Кузьмин A.A., Муратов С. О. Расчет предельных температур, но-энергетических характеристик противоточной вихревой трубы //Вихревой эффект и его применение в технике /Материалы 5-й Всесоюзной науч-техн. конф.- Куйбышев, 1988.- С.23−27.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!