Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0106

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0106
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М.Губкина"
Название доклада
Разработка технологии утилизации тяжелых нефтяных остатков путем электромагнитной обработки в сочетании с традиционными каталитическими методами для получения топливных продуктов
Докладчик
Фролов Валентин Ивлиевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка новых прототипов технических решений с получением экспериментальных образцов готовых продуктов нефтехимии и нефтепереработки из тяжелых нефтяных остатков с использованием для переработки новых химических методов (и их сочетании с физическими) для обеспечения снижения уровня экологической нагрузки на окружающую среду и достижения конверсии углеродсодержащей части сырья не менее 90%
Актуальность и новизна исследования
Объем НШ в мире составляет не менее 60 млн, а накопленные НШ из-за отсутствия возможностей их квалифицированной переработки исчисляются более чем миллиардом тонн. Отсюда отрицательное воздействие на окружающую среду и невозможность рационального землепользования. С другой стороны, это дешевое сырье
для термокаталитической переработки с целью получения дистиллятных фракций –компонентов моторных топлив.
Описание исследования

Проведен анализ данных экспериментальных исследований, обобщены и оценены полученные результаты, в том числе эффективность полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем, проанализировано выполнение требований технического задания на ПНИ.

Разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации оборудования для
получения готовых продуктов нефтехимии и нефтепереработки с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера. Разработаны методические рекомендации по применению технологии утилизации тяжелых нефтяных остатков путем электромагнитной обработки в сочетании с традиционными каталитическими методами на площадке индустриального
партнера.

Проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. Разработан проект технического задания на проведение ОТР по теме: «Разработка технологии электромагнитной активации нефтяного сырья в комбинации с каталитическими процессами крекинга и гидрокрекинга, окислительного обессеривания для получения опытных образцов топливных продуктов».

Изготовление опытные партии топлива (дизельная, бензиновая, керосиновая фракции) на экспериментальной установке Индустриального партнера для переработки тяжелых нефтяных отходов в количестве 3 партий суммарной массой не менее 1 тонны.
Проведены исследования характеристик полученных образцов готовой продукции.

Результаты исследования

Разработаны математические модели процесса электромагнитной активации НШ,  каталитического крекинга в присутствии равновесного смесевого катализатора при температуре 500оС,  скорости подачи сырья 15,6 ч-1 и гидрокрекинга(катализатор СГК- 15% масс., температура - 400-500оС, давление 50-90 атм), получены уравнения регрессии и рассчитаны параметры уравнения регрессии по МНК. На основе полученных оптимальных условий процесса электромагнитной активации НШ получены уравнения регрессии для выхода дистиллятов при  каталитическом крекинге  и гидрокрекинге. Получены уравнения регрессии  для зависимости остаточного содержания серы CS,ост в обессеренном   НШ с помощью пероксида водорода в присутствии молибдата натрия от температуры. На основе  разработанных математических моделей каталитического крекинга, гидрокрекинга и окислительного обессеривания найдены оптимальные условия исследованных процессов. Для каталитического крекинга:- частота электромагнитного излучения - 50,5МГц;- мощность излучения – 0,55кВт;- время активации – 6 час;- температура   – 413,4оС;-  скорость подачи сырья – 19,5ч-1;- выход дистиллятных фракций - 87,3%, конверсия - 92,7%. Для гидрокрекинга: – частота электромагнитного излучения - 47,5МГц;- мощность – 0,35кВт;- время активации – 3,5 час;- температура – 436оС;- давление – 61 атм; - выход дистиллятных фракций - 57%, конверсия - 91% На основе полученных математических моделей процесса окислительного обессеривания НШ найдено, что  минимальное содержание остаточной серы 441,5 ppm при температуры 80оС  наблюдается при использовании молибдата натрия, что соответствует требованиям технического задания.

Проведено обессеривание полученных бензиновых фракций  путем окисления и ректификации. Окислительное обессеривание включило в себя сравнение природы кислот, исследование кинетики реакции окисления, исследование зависимости степени обессеривания от температуры реакции, влияние количества добавляемого пероксида водорода на остаточное содержание серы, исследование влияния окисления на свойства нефти продуктов ее переработки. Были подобраны условия реакции окисления, позволяющие получить наилучший результат. Содержание серы в прямогонной бензиновой фракции снижено с 670 ppm до 50 ppm. Условия реакции: мольное соотношение Mo: H2O2: S = 1:800:200. Температура реакции 600С, время реакции 6 ч.

Разработаны лабораторный  технологический регламент процесса переработки нефтяных отходов в готовую продукцию с использованием электромагнитной активации сырья в сочетании с каталитическими процессами крекинга, окислительного обессеривания для Индустриального партнера из расчета производительности установки по сырью 24 т/сут. Исходя из производительности установки подобрано типовое оборудование, наработаны  образцы катализаторов, проведен монтаж оборудования и  пуско-наладочные работы  установки. Изготовлены опытные партии топлив (бензиновая, керосино-дизельная и газойлевая фракции) в процессе каткрекинга активированного НШ на экспериментальной установке Индустриального партнера  с последующим обессериванием полученных фракций в количестве 330 кг каждая. Качество фракций соответствуют требованиям ТЗ и мировому уровню.

На основе полученных результатов показано, что разработанный процесс переработки НШ проводится с конверсией сырья выш 90%, позволяет получать выход дистиллятных фракций до 87%, газов - не более 3% , остатка - не более 10% и снизить содержание серы до значений ЕВРО 5.

Практическая значимость исследования
Ввод в переработку НШ различного происхождения(отходы с буферных прудов биологических очистных сооружений НПЗ, сливные нефтяные остатки судов и железнодорожных цистерн, амбарные нефтешламы нефтедобывающих предприятий);
Создание научно-технического задела для проведения ОТР;
Внедрение волновой технологии каталитической переработки тяжелых нефтяных остатков и отходов в нефтеперерабатывающей промышленности;
Увеличение глубины переработки нефти до 85%.
Оздоровление окружающей среды от вредных отходов на предприятиях, в наибольшей степени заинтересованных в создании позитивного имиджа в экологическом отношении за счет утилизации нефтяных отходов и получения ценных продуктов переработки;
Улучшение потребительских свойств существующей продукции (моторные топлива, материалы дорожного строительства, продукция нефтехимии);
Коммерциализация результатов проекта.