CC BY
76
2. Sun X., Zhao X., Du W., Liu D. Kinetics of formic acid-autocatalyzed preparation of per-formic acid in aqueous phase // Chinese Journal of Chem. Eng. 2011. Vol. 19. № 6. P. 964-971.
3. Filippis P. de, Scarsella M., Verdone N. Peroxyformic acid formation: a kinetic study // Ind. Eng. Chem. Res. 2009. Vol. 48. P. 1372-1375.
4. Collect. Czech. Chem. Commun. 1996. Vol. 61. P. 1457-1463.
5. Dudley Sully B., Williams P. L. The analysis of solutions of per-acids and hydrogen peroxide // Analyst. 1962. Vol. 87. P. 653-657.
УДК 665.66
М.И. Афокин, С.В. Вержичинская, И.А. Ковердяев
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия АДСОРБЦИОННАЯ ОЧИСТКА СВЕТЛЫХ ФРАКЦИЙ НЕФТИ
Разработаны методы анализа качества и адсорбционной очистки светлых фракций нефти от масляных загрязнений. Получена кривая насыщения сорбента БАУ и определена его статическая емкость. Проведен расчет адсорбера для очистки светлых фракций и определены его геометрические размеры.
Methods of the analysis of quality and the adsorption cleaning of light fractions of naphtha of oil pollution are developed. The saturation curve of a sorbent of BA (birch absoibite) is received and its direct capacitance is defined. Adsorber calculation for cleaning of light fractions is carried out and its geometrical sizes are determined.
Светлые фракции нефти - бензиновые и керосиновые фракции - используются на производстве в качестве растворителей и очищающих жидкостей: в аппаратах для резки металлов, для удаления ржавчины, промывки механизмов и деталей, снятия консистентной смазки, удаления консервирующих покрытий, обезжиривания электрооборудования, тканей, кожи перед покраской и т.д. Таким образом, объемы фракций, потребляемые на производстве, весьма значительны и целесообразно регенерировать светлые фракции нефти для их повторного использования.
Поскольку веществами, загрязняющими бензино-керосиновые фракции, являются металлическая крошка, минеральные масла, различного рода присадки возможными методами регенерации загрязненных фракций можно считать методы отгонки легких компонентов, адсорбционная и экстракционная очистка.
В данном случае методы отгонки растворителя практически не применимы, так как требуют затрат на нагрев очищаемой смеси до температур не менее 200оС, и в кубе, помимо масляных примесей, могут оставаться и механические, что затруднит работу перегонного аппарата. Использование отстойников для предварительного удаления механических примесей и разделения жидкостей при экстракции так же не желательно. Это влечет за собой увеличение материальных затрат за счет установки на производстве дополнительного оборудования для разделения несмешивающихся жидкостей. Кроме того, достаточно сложно подобрать экстрагент для извлечения масляных компонентов, который бы не смешивался с бензином или керосином, но легко растворял в себе минеральные масла.
Адсорбционные методы просты в аппаратурном оформлении и не требуют дополнительных затрат на электроэнергию для обогрева аппарата, адсорбенты известны и легкодоступны. Проблемой в данном случае является регенерация адсорбента загрязненного маслом. Решением проблемы может быть либо паровая регенерация сорбента, либо утилицизация его в топках. В последнем случае лучше использовать не дорогой, коммерчески доступный материал.
Целью данной работы являлась разработка адсорбционного метода очистки светлых фракций нефти от масляных загрязнений.
В работе использовалась модельная смесь загрязненного растворителя - керосин марки ТС и индустриальное масло. В качестве адсорбентов применялись древесный уголь и березовые активированные угли (БАУ) разных марок, отличающиеся гранулометрическим составом. Для определения качества очистки загрязненного керосина использовался спектрофотоколориметрический метод анализа при длине волны 440 нм в области поглощения желто-коричневых растворов (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость светопропускания от количества масла в смеси в сравнении с керосином
при длине волны 440 нм
Метод применим только для прозрачных жидкостей, и требует предварительного центрифугирования пробы перед анализом. В условиях производства следует внимательно относиться к скорости центрифугирования раствора, так как при загрязнении тяжелыми маслами возможно расслоение жидкостей под действием центробежной силы. В лаборатории скорость центрифугирования проб составляла 2000 об/мин.
Г ладкая кривая зависимости светопропускания масляных растворов от концентрации масла позволяет с достаточной точностью определять концентрацию индустриального масла в керосине вплоть до 20 %. об. масла. Поскольку на производстве масляные загрязнения светлых фракций редко превышают 8 - 12 % спектрофотометричекий метод определения загрязненности масла можно считать надежным.
Сорбционная емкость сорбентов устанавливалась в статических условиях. Определенную массу сорбента загружали в лабораторный стакан с модельной смесью керосина и масла известной концентрации. Спустя некоторое время сорбент выгружался из стакана и взвешивался. По разности масс сухого и мокрого сорбента определяли количество сорбированной им жидкости. Предварительно устанавливалась сорбционная емкость сорбентов по керосину. Оптическая плотность растворов определялась до и после процесса сорбции. По изменению оптической плотности смеси керосина с маслом рассчитывали количество масла поглощенного сорбентом, а по изменению массы сорбента - количество совместно поглощенного масла и керосина.
Из всех исследованных сорбентов наилучшие результаты показал мелкогранулированный БАУ (табл. 1), который и был выбран в качестве основного сорбента для очистки светлых фракций от масляных загрязнений. Древесный уголь и БАУ крупногранулированный масло сорбировали значительно хуже.
Таблица 1. Сравнение светопропускания смеси после адсорбции на разных адсорбентах
Коэффициент светопоглощения в 1 440 о / сравнении с чистым керосином k , % Время адсорбции, ч Масса адсорбента, г
До адсорбции После адсорбции
Древесный уголь 33 33 3 1.5
БАУ (крупный) 33 36 3 1.5
БАУ(мелкий) 33 79 3 15.5
Максимальную сорбционную емкость сорбента определяли для мелкогранулированного БАУ в статических условиях (рис. 2). Статическая емкость сорбента БАУ мелкогранулированного по индустриальному маслу составила
0,26 кг масла / кг сорбента.
Из рис. 2 видно, что насыщение сорбента близкое к максимальному наступает за 3 - 4 часа адсорбции масла. Таким образом, использование адсорбционного метода для очистки керосиновых фракций от масляных загрязнений удовлетворяет промышленным требованиям и по качеству очищенного керосина, и по времени, затраченному на очистку.
Расчет адсорбера для очистки керосиновых фракций от небольших количеств индустриального масла, заполненного мелкогранулированным БАУ, вели с использованием уравнения Шилова, коэффициенты которого рассчитывали для данного случая по известной методике [1, 2]:
тпр = 628L - 368,6, где тпр - время проскока масла, L - высота слоя сорбента.
По результатам расчета был подобран стандартный вертикальный адсорбер диаметром D = 1 м и высотой слоя сорбента = 1 м. Время периодической работы адсорбера при его производительности 17,4 м /ч. по загрязненному керосину с начальной концентрацией масла 4 % мае. и степенью очистки керосина 95% составляет 4 мин. 20 сек.
Рис. 2. Зависимость массы сорбированного масла от времени при равных количествах сорбента.
Масса сорбента 15,5г, Токр= 20°С, об.% масла 9,1
Библиографический список
1. В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов, и др.; Общий курс процессов и аппаратов химической технологии. М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006. Кн. 2. 872 с. ил.
2. Ю.И. Дытнерский, С.З. Каган, Н.В. Кочергин, С.И. Мартюшин Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. М.: ООО ИД «Альянс», 2008. 496с.
УДК 547.546 + 547'122
А.М. Авраменко, Е.П. Анпёнова, В.П. Перевалов
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
СИНТЕЗ БИАРИЛЬНЫХ И СЕРУСОДЕРЖАЩИХ ПРОИЗВОДНЫХ 4-ХЛОР-3,5-ДИНИТРОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ
При изучении взаимодействия сульфидов натрия, аммония и бензолсульфонилхлорида с 4-хлор-3,5-динитробензойной кислотой получены биарильные, сульфидные и 4-бензолсульфонилокси производные этой кислоты.
In the course of study of interaction of sodium and ammonium sulfides and benzensulfonyl chloride with 4-chloro-3,5-dinitrobenzoic acid bienyl, sulfide and 4-benzensulfonyloxy derivatives of this acid have been obtained.
4-Хлор-3,5-динитробензойная кислота относится к ключевым соединениям, которые могут быть использованы в методах комбинаторной химии. Само исходное соединение нами было получено по известной методике из 4-хлорбензойной кислоты [1].
Для получения 4-бензолсульфонилокси-3,5-динитробензойной кислоты (III) [2] нами был вначале проведён щелочной гидролиз 4-хлор-3,5-динитробензойной кислоты (I) [3]
COOH COOH NO2 O
I II III
Гидролиз проводили в автоклаве при температуре 130-140°С в 15%-ном растворе №ОН в течение 2-х часов. В ИК-спектре соединения 4-гидрокси-3,5-динитробензойной кислоты (II) присутствуют полосы валентных колебаний при 1550 см-1 и 1370 см-1, характерные для валентных колебаний нитрогруппы, полоса валентных колебаний при 1704 см-1 (С=О) и полоса валентных колебаний при 3410 см-1 (ОН-группа). При взаимодействии 4-гидрокси-3,5-динитробензойной кислоты со свежеперегнанным бензолсульфонилхлоридом в среде №2С03 получена 4-бензолсульфонилокси-3,5-динитробензойная кислота (III). В масс-спектре соединения присутствует пик молекулярного иона т^:368[М]+.
Была предпринята попытка синтеза дисульфидного производного на основе 4-
