Регистрация / Вход
Прислать материал

«Разработка технологии получения высокоплотного компонента реактивного топлива для сверхзвуковой авиации»

Сведения об участнике
ФИО
Шайжанов Нуриман Серикболатович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Химия и химические технологии
Раздел области наук
Химическая технология. Химическая промышленность
Тема
«Разработка технологии получения высокоплотного компонента реактивного топлива для сверхзвуковой авиации»
Резюме
В работе приводятся исследования технологии, связанной с получением высокоплотных компонентов реактивного топлива для сверхзвуковой авиации марок Т-6 и Т-8В. Ее главной особенностью является пониженное давление процесса по сравнению с существующими технологиями за счет использования бессернистого источника сырья и высокоактивных катализаторов гидрирования. Получаемый компонент топлива обладает высокой плотностью (870 кг/м3 при требуемых 840 кг/м3), характеризуется низким содержанием ароматических соединений (5 % масс. при ограничении 8 % масс.), не содержит серы.
Ключевые слова
Химическая технология, реактивные топлива, плотность, катализ, гидропроцессы.
Цели и задачи
– поиск бессернистого концентрата полициклических ароматических углеводородов, подготовка и анализ сырья с высоким содержанием бициклических ароматических углеводородов;
– исследование процесса гидрирования концентратов ароматических углеводородов на катализаторах, содержащих платину, никель, палладий, и влияния технологических параметров на выход и качество получаемого продукта;
– использование установленных закономерностей процесса для разработки технологии и ее оптимизация для промышленных условий.
Введение

На сегодняшний день мировая авиационная промышленность представляет собой быстроразвивающийся комплекс, включающий в себя большое количество отраслей – гражданскую и военную авиацию, самолето- и вертолетостроение, производство двигателей и авиационное агрегато- и приборостроение.

В России авиапромышленность является важным фактором национальной безопасности, привлекает в свою сферу инвестиции иностранных компаний, обеспечивает значительный доход и высокую занятость высококвалифицированными кадрами. Развитие авиационной промышленности зничительно влияет на российскую экономику.

Разработка эффективной технологии получения реактивных топлив для сверхзвуковой авиации является перспективной задачей на сегодняшний день. 

Методы и материалы

В качестве исходного сырья процесса рассматривались различные потоки на комплексе производства ароматических углеводородов производственной площадки «Башнефть-Уфанефтехим»:

– фракция ароматических углеводородов С9 (верх колонны разделения тяжелых ароматических углеводородов С9+ DТ-961, секция 900В).

– фракция ароматических углеводородов С10+ (низ колонны разделения тяжелых ароматических углеводородов С9+ DТ-961, секция 900В).

– фракция ароматических углеводородов С8+ (тяжелый риформат, низ колонны разделения стабильного риформата DТ-411, секция 400);

– фракция ароматических углеводородов С8+ (низ колонны выделения толуола DТ-931, секция 900А).

Катализаторы:

– 0,6% масс. Pt на активной окиси алюминия Al2O3 (АП-64);

– 0,43% масс. Pd на активной окиси алюминия Al2O3;

– 16% масс. Ni на углеродном носителе;

– 50 % масс. Ni на углеродном носителе;

– 0,6 % масс. Pd на углеродном носителе;

– никель Ренея.

Анализы:

– содержание ароматических углеводородов моно-, би- и трициклической структуры методом высокоэффективной жидкостной хроматографии;
– разделение на фракции (ASTM  D 2892);
– плотность пикнометрическим методом (ГОСТ 3900-85);
– фракционный состав (ГОСТ 2177-99);

– содержание серы методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии (ГОСТ Р 51947-2002);
– высота некоптящего пламени (ГОСТ 4338-91);
– показатель преломления на рефрактометре ИРФ-454.

Опыты по гидрированию ароматических углеводородов осуществлялись на стандартной проточной установке высокого давления. 

Описание и обсуждение результатов
  1.      Показана возможность получения высокоплотного компонента для реактивных топлив для сверхзвуковой авиации из остаточной фракции ароматических углеводородов С10+, отбираемой с комплекса по производству ароматических углеводородов.
  2.      В результате исследований физико-химических свойств фракции ароматических углеводородов С10+ сформированы различные виды сырья для получения базовых компонентов топлив Т-6 и Т-8В.
  3.      Термодинамический анализ процесса гидрирования концентрата ароматических углеводородов показал, что высокая степень конверсии сырья при давлении 4-6 МПа возможна лишь при температурах не выше 375 °С.
  4.      Результаты анализа активности катализаторов гидрирования показали, что катализаторы АП-64 и никель Ренея обеспечивают высокую конверсию сырья, близкую с термодинамически возможной. Никель Ренея проявляет более высокую активность при низких температурах, чем АП-64. Катализаторы с углеродным носителем, приготовленные из остаточных нефтяных фракций, показали низкую эффективность.
  5.      Из фракций 180-300 °С и 220-300 °С концентрата ароматических углеводородов С10+ на катализаторах никель Ренея и АП-64 при давлении 4-6 МПа и температуре 275-325 °С могут быть получены базовые высокоплотные компоненты для топлив Т-8В и Т-6. Катализатор никель Ренея по сравнению с АП-64 не инициирует реакцию крекинга, что обеспечивает высокие выход и плотность продукта. Фракция 220-320 °С не может быть использована в качестве сырья процесса в виду высокого содержания фенантреновых углеводородов, которые закоксовывают катализатор.
  6.  Разработаная технология получения компонента реактивных топлив, обладающего высокой плотностью (до 870 кг/м3), низким содержанием ароматических углеводородов, отсутствием серы, который может служить базовым компонентом для производства реактивного топлива для сверхзвуковой авиации марки Т-6 (протокол испытаний № 7/14 от 13.03.2014 г., лаборатория ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России»).
Используемые источники
1. Д.В. Мантуров «Российское авиастроение – вчера, сегодня, завтра», доклад 27 февраля 2013 г., URL: http://www.aex.ru/docs/3/2013/2/27/1746/ (дата обращения 25.04.2016).
2. В.В. Путин «О состоянии и перспективах развития боевой авиации», доклад 6 марта 2013 г., URL: http://www.aex.ru/docs/3/2013/3/6/1758/ (дата обращения 01.05.2013).
3. Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа: Учебное пособие для вузов. Уфа: Гилем, 2002 – 672 с.
4. Паушкин Я.М. Химический состав и свойства реактивных топлив: Научное издание. М.: АН СССР, 1958 – 375 с.
5. Чертков Я.Б., Большаков Г.Ф., Гулин Е.И. Топлива для реактивных двигателей: Научное издание. Л.: Недра, 1964 – 226 с.
6. Паушкин Я.М. Химия реактивных топлив. М.: АН СССР, 1962 – 436 с.
Information about the project
Surname Name
Shayzhanov Nuriman
Project title
"Development of technology for high-density component of jet fuel for supersonic aircraft"
Summary of the project
Development an effective technology for jet fuels for supersonic aircraft is a promising task for today. One embodiment of such technology is the hydrogenation of aromatic polycyclic hydrocarbons used in our work. The advantages of this technology should deliver the highest quality of the jet fuel, low cost and ease of hardware design. Developed technology for production a component of jet fuels, give a product with a high density (up to 870 kg / m3), low aromatic content, absence of sulfur, which can serve as a base component for the production of jet fuel for supersonic aircraft with the model T-6 (Protocol of assays № 7 / 14 on 13/03/2014, at the laboratory "25 Chemmotology Research Institute Russian Ministry of Defense").
Keywords
Chemical technology, jet fuel, density, catalysis.