Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
2 results
Search Results
Item Основи технології оксидаційного очищення рідких та твердих палив(Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Пиш’єв, Сергій ВікторовичДисертацію присвячено розробленню наукових і технологічних засад процесів оксидаційного очищення гасових і дизельних нафтових фракцій та вугілля від сполук сірки. Вивчено основні закономірності процесу очищення середньодистилятних нафтових фракцій внаслідок їх оброблення повітрям за наявності води та подальшого вилучення продуктів окиснення фільтруванням і ректифікацією та/або адсорбцією. Окрім зменшення вмісту загальної сірки, вдається покращити мастильні властивості палив та зменшити їх здатність до утворення відкладів. Досліджено вплив основних чинників на процес оксидаційного знесірчення вугілля паро-повітряною сумішшю в реакторі з киплячим шаром. Встановлено хімізм перетворення піритної сірки кам’яного та бурого вугілля. Застосування процесу в енергетичній галузі дасть змогу зменшити забруднення довкілля оксидом сірки на 53-77%. Запропоновано принципові технологічні схеми процесів оксидаційного очищення рідких та твердих палив і доведено доцільність їх практичного використання у промисловості. Диссертация посвящена разработке научных и технологических основ процессов окислительной очистки керосиновых, дизельных нефтяных фракций и угля от соединений серы. Окисление среднедистиллятных нефтяных фракций проводили кислородом воздуха при повышенных температурах и давлениях в реакторе барботажного типа в присутствии воды. Применение ИК-спектроскопии показало, что более 95% всех сернистых веществ исходного сырья в условиях исследований окисляется до соединений, содержащих сульфоновые и сульфоксидные группы, которые можно выделить из оксидата известными методами (адсорбция, ректификация или их комбинация). Обессеривание с добавлением воды в условиях, когда сырьевая смесь находится в жидком состоянии, позволяет увеличить селективность процесса и уменьшить интенсивность окисления углеводородов. Без механического перемешивания реакционной среды при температурах 180-195 0С, давлениях 3,0 МПа, продолжительностях 9-28 мин., объемных скоростях подачи воздуха 1,65-3,0 мин-1, линейных скоростях движения оксиданта более 0,0026 м/с и объемных соотношения вода : сырье 0,06-0,40 удается уменьшать количество серы в керосиновых и дизельных топливах на 71-93 %. Кроме того осуществления процесса позволяет улучшить смазочные свойства топлив и уменьшить их склонность к образованию отложений. Исследовано влияние основных факторов на процесс оксидационного обессеривания угля, который происходит вследствие обработки сырья паро-воздушной смесью в реакторе с кипящим слоем в условиях, близких к изотермическим. Благодаря этому, при температурах 420-445 ° С, времени обработки 10-21,5 мин., расходах паро-воздушной смеси 0,6-7,1 м3 на один кг угля, содержаниях водяного пара в окислительной смеси 4,5-70 % об., происходит превращение в газообразные вещества 85-91% пиритной серы, что позволяет, в случае дальнейшего сжигания угля, уменьшить выбросы диоксида серы на 53-77 %. При обессеривании каменных углей почти вся изъятая сера превращается в ее диоксид. Реакции пирита бурого угля, которые приводят к образованию H2S, происходят, в основном, в результате взаимодействия FeS2 с органической массой и продуктами ее термического разложения или газификации, что обусловлено высокой реакционной способностью органической части этого типа угля. Газы обессеривания каменных углей, содержащие 2,6-7,0 % об. SО2, можно использовать для получения сжиженного диоксида серы; газы обессеривания бурых углей, в которых концентрация сероводорода составляет 8,0-12,5 % об., – как сырье для производства серы. Разработано адекватные экспериментально-статистические модели описания процессов оксидационной очистки жидких и твердых топлив, на основании которых найдено оптимальные условия обессеривания этих видов сырья. Предложено эффективные и рациональные методы использования побочных продуктов разрабатываемых процессов очистки жидких и твердых топлив. Предложено принципиальные технологические схемы установок окислительной очистки жидких и твердых топлив, рассчитаны материальные и тепловые балансы и доказана целесообразность реализации этих технологий в промышленности. Эффективность разработанных процессов подтверждено актами испытаний в лабораториях семи заводов и институтов Украины, техническими условиями и временными технологическими регламентами, актами внедрения в учебный процесс в Национальном университете «Львовская политехника» и Сумском государственном университете. The thesis is devoted to the development of scientific and technological bases of oxidative cleaning processes of kerosene and diesel oil fractions and coal from sulphuric compounds. The basic regularities of medium-distillate petroleum fractions purification process via their air processing in the presence of water followed by oxidation products removal using filtration and rectification and / or adsorption has been studied. In addition to the total sulphur content reduction, it is possible to improve the lubricity of fuels and reduce their ability to form deposits. The influence of the main factors of oxidative desulphurization coal process by airsteam mixture in the fluidized-bed reactor was investigated. The conversion chemism of hard and brown coal pyritic sulphur has been found. The process application in the energy sector would reduce sulphur dioxide emissions by 53-77%. The principal flowsheet of oxidative cleaning processes of liquid and solid fuels has been proposed and the vitality of their practical use in industry has been proved.Item Розроблення основ технології оксидаційного знесірчування дизельних фракцій(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Лазорко, Олександр ІвановичДиссертация посвящена разработке основ технологии оксидационного обессеривания дизельных фракций. Окисление проводили кислородом воздуха при повышенных температурах и давлениях в присутствии воды и без неё на укрупненной лабораторной установке, основным аппаратом которой был реактор барботажного типа. Применение ИК-спектроскопии показало, что более 95% всех сернистых веществ исходного сырья в условиях исследований окисляется до соединений, содержащих сульфоновые и сульфоксидные группы, которые можно выделить из оксидата известными методами (адсорбция, экстракция, ректификация). Установлено, что обессеривание необходимо проводить с добавлением воды в условиях, когда сырьевая смесь находится в жидком состоянии (при 180-220 0С давление должно составлять 2,5-3,0 МПа). При этом увеличивается выход очищенного топлива на 3,5-5,5 % масс. и степень извлечения серы на 24-34 % (по сравнению с ходом реакций в паро-газовом состоянии) и уменьшается интенсивность окисления углеводородного сырья в 1,5-2,5 раза (по сравнению с жидкофазным процессом без воды). При линейных скоростях движения оксиданта более 0,0030 м/с, рассчитанных при нормальных условиях на пустое сечения реактора, окисление сернистых соединений протекает в кинетической области без механического перемешивания. При этом фиктивное время контакта между сырьем и воздухом (отношение высоты слоя сырья, м, к линейной скорости движения окисданта, м/с) должно быть не менее 23-36 с. Результаты сравнения двух основных способов выделения жидких продуктов окисления из оксидата, полученного вследствие обработки сырья с высоким содержанием серы, показывают, что для их эффективного устранения необходимо применять адсорбцию или ее комбинацию с перегонкой. Проведено детальное изучение влияния факторов (температура и продолжительность процесса, соотношение вода : сырье, отношение расхода воздуха к объему сырья) на процесс обессеривания отдельных узких фракций прямогонного сырья с наибольшим содержанием серы из числа отобранных образцов (0,67 % масс.), и на его основе выведены адекватные математические уравнения описания процесса, а также найдены оптимальные условия обессеривания этих узких фракций. Это доказывает, что при температурах 180-220 0С и продолжительности процесса 10-30 мин. при объемной скорости подачи воздуха равной 1,65-1,80 мин-1 и объемного отношения вода : сырье − 0,05-0,15 из прямогонной дизельной фракции с содержанием серы 0,67 % масс. вследствие оксидационного обессеривания двух ее частей (фр. 165-280 0С и 280-350 0С) удается получить товарное топливо марки Л-0,2-40 (согласно ДСТУ 3868-99). При обессеривании гидрогенизатов с содержанием серы 0,055% масс. получается топливо вида II по ДСТУ 4840:2007 (содержание серы - до 0,005 % мас.). Очищенное предлагаемым способом топливо может также использоваться как добавка к гидрогенизатам с целью улучшения их смазывающих свойств; концентраты жидких продуктов окисления − как смазочно-охлаждающие масляные жидкости; твердая фаза оксидата − как компонент нефтяных битумов, улучшающий адгезионные свойства последних. Для оптимальных условий составлен материальный баланс процесса. Предложена принципиальная технологическая схема процесса оксидационного обессеривания дизельных фракций, которую можно внедрять в производство на нефтеперерабатывающих заводах, и показана экономическая целесообразность ее использования. The work deals with the development of technological bases of diesel fractions oxidative desulphurization by the air at 180-220 C in the presence of water. It has been established that desulphurization should be carried out under the conditions when both raw material and water are as liquids (at 180-200 C the pressure is 2.5–3.0 MPa). At the oxidant linear velocities above 0.0030 m/s the oxidation of sulphuric compounds takes place in the kinetic area without mechanical stirring. The dummy time of contact between raw material and air (ratio between raw material height, m, and oxidant linear velocity, m/s) must be higher than 23-36 s. At 180-200 C, process time 10–30 min, the ratio between air consumption and raw material volume equal to 1.65-1.80 min-1 and the volumetric ratio between water and raw material equal to 0.05-0.15 it is possible to obtain the commercial diesel fuel L-0.2-62 (according to DSTU 3868-99) from run-straight diesel fraction containing 0.67 mas % of sulphur due to the desulphurization of two its parts (fraction 165-280 C and 280-350 C). The desulphurization of hydrogenate containing 0.055 mas % of sulphur results in the obtaining fuel of II type (according to DSTU 4840:2007) with the sulphur content of less than 0.005 mas %. The liquid oxidation products may be used as lubricating fluids; oxidate solid phase – as bitumen components. The principal process flowsheet has been proposed and advisability of its application at the refineries has been shown. Дисертація присвячена розробленню основ технології оксидаційного знесірчування дизельних фракцій повітрям за присутності води при 180-220 0С. Встановлено, що знесірчування необхідно проводити за умов, коли сировина та вода перебувають у рідкому стані (при 180-220 0С, тиск – 2,5-3,0 МПа). За лінійних швидкостей руху оксиданту понад 0,0030 м/с окиснення сірчистих сполук відбувається у кінетичній області без механічного перемішування. При цьому фіктивна тривалість контакту між сировиною та повітрям (відношення висоти шару сировини, м, до лінійної швидкості руху окисданту, м/с) повинна бути не меншою, ніж 23-36 с. За температур 180-220 0С і тривалості процесу 10-30 хв. при об’ємній швидкості подачі повітря 1,65-1,80 хв-1 та об’ємного відношення вода : сировина – 0,05-0,15 з прямогонної дизельної фракції з вмістом сірки 0,67 % мас. внаслідок оксидаційного знесірчування двох її частин (фр. 165-280 0С та 280-350 0С) отримується товарне пальне марки Л–0,2–40 (відповідно ДСТУ 3868-99). При знесірчування гідрогенізату з вмістом сірки 0,055 % мас. одержується паливо виду ІІ за ДСТУ 4840:2007 (вміст сірки – менше 0,005 % мас.). Рідкі продукти окиснення доцільно використовувати як мастильно-холодильні оливні рідини; тверду фазу оксидату – як компоненти нафтових бітумів. Запропоновано принципову технологічну схему процесу та показано доцільність її застосування на нафтопереробних заводах.