CC BY
218
преимущественно вторичных аминогрупп, обладающие склонностью к комплексообразованию с медью. Наибольшая сорбционная емкость была установлена для анионита А 170 макропористой структуры. Список использованной литературы:
1.Пимнева Л.А. Очистка сточных вод от токсичных тяжёлых металлов / / -Современные наукоемкие технологии: 2013. - № 2. - С. 99-101.
2. Ергожин Е.Е., Курманалиев М.К. Основы ионного обмена.- Алматы,2020. - 275 с.
3.Chemical Speciation of Environmentally Metals Whth Inorganic Ligands Part 2:The Cu2+,OH-,Cl-,CO3,SO-2,and PO4 Systems // Pure Appl.Chem.,2007.Vol.79.No.5.pp. 895-950.doi: 10.1351/pac2007905895
4. Харитонов, Ю.Я. Аналитическая химия. Количественный анализ. Физико-химические методы анализа: практикум: учебное пособие. [Электронный ресурс] - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 368 с. - Режим доступа: http://www.studmedlib.ru/ru/book/ISBN9785970421994.html
© Женисбек Ш., Мусирипбек К. К., Молдагазыева Ж.Ы., 2021
УДК 66.092-977, 66.092.097
Т.А. Лаврентьева
канд. техн. наук, доцент АГТУ, г. Астрахань, РФ
Р.Р. Ишмухамедов магистрант АГТУ, г. Астрахань, РФ
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Аннотация
В данной работе проведен анализ состояния развития процесса пиролиза, рассмотрены новые методы проведения процесса, некоторые исследования и внедрения, спрогнозировано дальнейшее направление пути развития процесса.
Ключевые слова
пиролиз, каталитический пиролиз, этилен, пропилен, состояние, развитие.
Пиролиз - наиболее жесткий из деструктивных процессов переработки углеводородов. Наибольшее распространение получил в современной нефтехимии. Основными продуктами процесса пиролиза являются низшие олефины, преимущественно этилен, который является важнейшим сырьем для синтеза нефтехимических продуктов, помимо них в продуктах пиролиза нефтяных фракций содержатся ценные компоненты: бензол, толуол, стирол, ксилолы, метилстирол, винилтолуолы, инден, нафталин, аценафтен, флуоренс, фенанрен, антрацен, циклопентадиен, метилциклопентадиен и т.д. В газообразных продуктах пиролиза бензиновых и газойлевых фракций содержатся помимо этилена и пропилена, метан, этан, пропан, бутилены, бутадиен, небольшие количества оксидов углерода, ацетилен, сероводород, метилацетилена.
Сырье, используемое в процессе пиролиза, характеризуется разнообразием и в отдельных странах различно. Пиролизу в различных количествах подвергаются этан, пропан, бутан, бензиновые и газойлевые фракции. В результате термического распада получают продукты с различными выходами. При выборе сырья процесса пиролиза ориентируются на потребности в конечных продуктах и доступность сырьевой базы.
Основными факторами, влияющими на выбор сырья, являются: доступность сырья, стоимость и возможность реализации всех сопутствующих продуктов.
В настоящее время, промышленным способом получения низших олефинов - этилена и пропилена
является термический пиролиз углеводородов в трубчатых печах в присутствии водяного пара. Термический пиролиз проводится при температурах 770-900 °С, с соотношением водяного пара к сырью от 0,3:1 до 1:1 с применением в качестве сырья этановой фракции, сжиженные углеводородные газы, широкая фракция легких углеводородов, нафты (прямогонного бензина).
По состоянию на 2018 год, производство этилена в России составило 2,99 млн т [1] и является рекордным за последние 30 лет. Ежегодный рост спроса на полимеры и продукты нефтехимии, следовательно, и на низшие олефины, заставляет искать все новые пути модернизации процесса пиролиза.
Модернизация процесса пиролиза осуществляется непрерывно. Происходит конструктивное и технологическое совершенствование аппаратурного оформления, увеличивается мощность установок получения этилена, повышается гибкость по сырью и продуктам. В России в последние 20 лет активно разрабатываются принципиально новые методы проведения пиролиза [2]:
- Окислительный пиролиз. Метод, в котором пиролиз углеводорода осуществляется при нагреве от сгорания части этого же углеводорода в кислороде. Продукты процесса: водород, метан, парафиновые и олефиновые углеводороды С2-С4 и т.д. Побочные продукты: вода, метана, оксиды углерода и др.
- Окислительно-каталитический пиролиз. Осуществляется в присутствии катализаторов VI-VIII групп Периодической системы. Катализаторы FeSO4 и СгОз, дают наилучший выход олефинов и малое количество кокса.
- Термоконтактный пиролиз. Сырье пиролиза нагревается от твердых, жидких и газообразных теплоносителей.
Преимущество новых методов в возможности снизить жесткость процесса (понизив температуру и уменьшив время реакции) и уменьшить образование кокса, при этом увеличив селективность и выход этилена.
В промышленности наибольшее распространение получил процесс пиролиза в трубчатых печах с вертикальными змеевиками в присутствии водяного пара.
Один из способов модернизации аппаратов предлагает, заменить аналоговый радиантный змеевик печи пиролиза на змеевик с переменным диаметром сечения по длине, а реактор гомогенного окислительного пиролиза покрыть двуокисью циркония, данные конструктивные изменения позволяют увеличить выход этилена, уменьшают тепловую нагрузку на реактор и препятствуют коксоотложению [3].
Повышение выхода целевых продуктов при пиролизе прямогонного и высококипящего бензина, можно достигнуть разбавлением углеводородов водой, предварительно обработанной микроволновым излучением в СВЧ-печи [4].
Главном недостатком данных методов, является сложность аппаратурного и технического оформления.
Другим направлением развития процесса получения низших олефинов, является разработка катализаторов. Проведение пиролиза в присутствии каталитических систем, позволяет снизить температуру процесса, увеличить скорость реакцией, селективность по целевым продуктам, ингибировать процессы коксоотложения, а также использовать в процессе различное сырье.
К изучаемым каталитическим системам относятся:
- Защитные пленочные полифосфатные покрытия, нанесенные на внутреннюю поверхность стального реактора, состоящие из металлов II-III, а также металлы VIII групп Периодической системы. Катализаторы такого типа формируются непосредственно на внутренней поверхности стального реактора путем обработки его водными растворами соединений (фосфатов) элементов II-III групп (цинка, кадмия, стронция, церия) и последующей их термообработкой до оксидов. Частным случаем, применения данных систем, являются исследования различных способов повышения выхода целевых олефинов и снижения коксообразования было в работе [5], выполненной в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского. Где наибольший выход этилена и пропилена, при минимальном образовании кокса, был достигнут с использованием кобальт-фосфатного покрытия (Co(NO)3 + H3PO4).
- Композитные высокодисперсные материалы, модифицированные цинком, фосфором и кремнийорганическими соединениями. В таких катализаторах в качестве носителей используются
различные материалы с высокоразвитой поверхностью: синтетический керамический материал, силикагель, поликремниевая кислота, кварц, керамические гранулы. Носители обрабатываются неорганической солью цинка, растворенной в ортофосфорной кислоте, нагревают и обрабатывают раствором тетраэтоксисилана в этаноле [6].
- Наноструктурные ультрадисперсные частицы металлов, сформированные на внутренней поверхности кварцевых и керамических трубок электровзрывным диспергированием, при прохождении через них мощного импульса тока, металлических и биметаллических проводников из Ag, А1, Си, Fe, №, Т^ Р^ W, Мо. Таким способом можно получить термостабильный и механически прочный активный слой катализатора толщиной несколько микрон [6].
В настоящее время большой интерес представляют физико-химические и каталитические свойства цеолитов семейства пентасила.
Катализаторы на основе пентасилов нашли применение в ряде крупнотоннажных процессов нефтехимии. В этих процессах пентасилы оказались более эффективными и селективными катализаторами в сравнении с применяемыми ранее цеолитами первого поколения или нецеолитными системами различного состава [7,8].
К отличительным особенностям структуры семейства пентасилов относятся: низкая ионообменная емкость; гидрофобность; высокая термостабильность и кислотостойкость; молекулярно-ситовые особенности. Пентасилсодержащие катализаторы типа ЦВН и ЦВМ, модифицированные одновременно хромом и фтором, которые проявили высокую активность и селективность в изученном процессе, предложено [7] использовать для каталитического пиролиза низкомолекулярных углеводородов. Введение в катализатор одновременно двух модификаторов, позволило за счет введения хрома увеличить выход целевых продуктов более чем в два раза по сравнению с результатами термических превращений низкомолекулярных углеводородных фракций, а за счет введения фтора продлить период безрегенерационой работы катализатора. Введение фтора в катализатор приводило к уменьшению скорости процесса коксообразования.
Также катализаторы на основе цеолитов семейства пентасила ЦВН и НЦВМ показали себя эффективными при пиролизе бензиновых фракций. Катализатор ЦВН-1 при температуре 650°С увеличивает выход этилена на 10% масс. По сравнению с термическим пиролизом при температуре 800° [9]. Катализатор на основе цеолита ЦВН, модифицированный фторидом стронция, является недорогим и эффективным при переработке широкой бензиновой фракции [8].
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что проведение пиролиза в присутствии катализаторов имеет значительные преимущества по сравнению с термическим пиролизом. При каталитическом пиролизе повышается выход целевых алкенов, снижается температура ведения процесса и уменьшается отложение кокса. И будущее процесса пиролиза, за каталитическими системами.
Список использованной литературы:
1. Путенихин И.О., Худобородова А.В., Шефиев А.М., Жагфаров Ф.Г. Состояние каталитического пиролиза в Российской Федерации // НефтеГазоХимия. 2020. № 1. С. 46.
2. Баширов Р.Ф. Разработка и оптимизация процесса пиролиза углеводородного сырья на отработанном цеолитсодержащем катализаторе: Дисс. канд. техн. Наук. Уфа. 2002. С. 12.
3. А. Р. Бикчурина, И. В. Цивунина, Модернизация блока пиролиза пропан-бутановой фракции - Вестник технологического университета. 2017. Т.20, №9, с 23.
4. Якупов А.А., Пиролиз углеводородного сырья в присутствии воды предварительно обработанной микроволновым излучением: Дисс. канд. техн. Наук. Казань 2011. С. 17.
5. Филофеев С.В. Каталитический пиролиз легких алканов в присутствии соединений металлов VI и VIII групп: автореферат дис. канд. техн. наук: 02.00.04. Нижний Новгород, 2016. С. 22.
6. Шекунова В.М., Цыганова Е.И., Диденкулова И.И., Александров Ю.А. Новые каталитические системы пиролиза легких углеводородов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2014. №1 (1). С. 94.
{ « }
7. Лаврентьева Т.А. Разработка пентасилсодержащих катализаторов пиролиза низкомолекулярных углеводородных фракций: автореферат дис. канд. техн. наук: 05.17.07. Астрахань, 2006. С. 21-22.
8. Морозов А.Ю., Разработка технологии пиролиза бензиновых фракций газового конденсата в присутствии пентасилсодержащих катализаторов: автореферат дис. канд. техн. наук Астрахань - 2013. С. 19-20.
9. Морозов А.Ю., Каратун О.Н. Получение непредельных углеводородов в процессе каталитического пиролиза // Вестник АГТУ, 2010. № 1 (49). С. 46.
© Лаврентьева Т.А., Ишмухамедов Р.Р., 2021
УДК 351.862.2, 630.841.21
А.В. Сафонов
старший научный сотрудник ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНГИЦИДНОЙ ТОКСИЧНОСТИ НОВЫХ АНТИСЕПТИЧЕСКИХ СОСТАВОВ МАСЛЯНЫХ АНТИСЕПТИКОВ ДЛЯ СОХРАНЕНИЯ ИМУЩЕСТВА
ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ ОТ БИОПОВРЕЖДЕНИЙ И БИОКОРРОЗИИ МЕТОДОМ ГОРШИНА («ЗЕМЛЯ-БУМАЖНЫЕ БЛОКИ»)
Аннотация
В работе проведена оценка фунгицидной токсичности образцов антисептических составов на базе нефтепродуктов для обработки древесины и других поверхностей методом Горшина («земля-бумажные блоки»). Модифицированные образцы антисептиков были протестированы по отношению к сумчатым и несовершенным грибам, а также к другим микроорганизмам. Консервирующая способность предложенных пропитывающих составов не уступает по данному показателю (26-27%) составам на базе каменноугольного масла с точки зрения потери массы. При этом ГУ-й класс химической опасности разработанных антисептических составов существенно более экологичен по сравнению с Г-ГГ-м классом для антисептических составов на базе каменноугольного масла. Степень поражения древесины грибком при обработке нефтяными антисептиками составляла не более 10%, что относится к уровню высокоэффективной защиты в соответствии с требованиями существующих ГОСТов. Испытания фунгицидной токсичности на культуре гриба Сатор^гарМеапа показали, что при одинаковых условиях экспериментов данный показатель улучшился на 20% по отношению к его значениям для образцов, обработанным составами на базе каменноугольного масла. Полевые испытания разработанных автором составов в отношении биоповреждений и древоточцев в течение 2-х лет показали, что потеря массы образцов, пропитанных антисептиками на базе нефтепродуктов, снизилась в 4 раза по сравнению с контрольными образцами цельной сосновой древесины. Предложенные в работе рецептуры антисептических составов позволяют расширить сырьевые ресурсы нефтеперерабатывающих компаний за счет более рациональных методов переработки нефти и увеличения ассортимента переработанных нефтепродуктов при существенном улучшении экологических показателей производств.
Ключевые слова:
биоповреждение, разрушение деревянных конструкций, консервация материалов, альтернативный метод, модифицированные нефтепродукты, фунгицидная токсичность, малотоксичный состав, повышение срока
службы защитных сооружений.
Основной задачей работы было определение фунгицидной токсичности образцов нефтепродуктов, а также разработанных нами антисептических составов на их основе, что важно в условиях замкнутых
