Научная статья на тему 'Повышение эффективности процессов ректификации бензола и влагоудаления из кубового остатка для его утилизации'

Повышение эффективности процессов ректификации бензола и влагоудаления из кубового остатка для его утилизации Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
271
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕНЗОЛ / КУБОВЫЙ ОСТАТОК / РЕКТИФИКАЦИЯ / ЩЕЛОЧНЫЕ ВОДЫ / СУШКА / BENZENE / BOTTOMS / RECTIFICATION / ALKALINE WATER / DRYING

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Алексанян Игорь Юрьевич, Максименко Юрий Александрович, Нугманов Альберт Хамед-Харисович

Кубовый остаток, образующийся при ректификации бензола, является композицией негидратированных ароматических углеводородов. Его утилизация возможна путем использования в полиграфической промышленности при производстве растворителей, индустриальных масел, SO2 и серной кислоты, сажи, технического углерода. Кроме того, щелочные воды ректификации бензола (ЩВРБ) применяются для удаления карбонатных отложений из нефтяных скважин, а также в виде добавок к дорожным гудронам и т. д. Для хранения, транспортировки и удобства использования целесообразно получать ЩВРБ в сухом виде. Ввиду того, что ЩВРБ является поверхностно-активным веществом, для него выбран вариант процесса сушки путем нанесения на рабочую поверхность штрангов пены при объемном инфракрасном (ИК) энергоподводе. В результате проведенных экспериментальных исследований, их анализа и математической обработки получены аппроксимирующие уравнения зависимости удельной производительности процесса от влияющих факторов, а также уравнения зависимости скорости ИК сушки ЩВРБ от начального содержания влаги. На базе эмпирического изучения кинетических закономерностей радиационной пеносушки ЩВРБ выбран метод и обоснован рациональный режим проведения процесса; получены математические адекватные зависимости удельной производительности и скорости влагоудаления от влияющих факторов. По сравнению с распылительной сушкой удельный выход готового продукта при ИК-сушке в 3 раза выше, он составил 24 кг/(м3∙ч) при одновременном снижении затрат энергии на 20 %. Установлено, что для организации рационального способа сушки ЩВРБ целесообразно поддерживать следующие режимные параметры обезвоживания: начальное содержание сухих веществ С н = 0,5 кг/кг; плотность падающего теплового потока Ер = 3,23 кВт/м2; начальный диаметр частицы d н = 4 мм.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Алексанян Игорь Юрьевич, Максименко Юрий Александрович, Нугманов Альберт Хамед-Харисович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INCREASING EFFICIENCY OF THE PROCESSES OF BENZENE REACTIVATION AND WASTE DRAINING FROM THE BOTTOMS FOR ITS UTILIZATION

When rectifying benzene, bottoms residue is formed, which is a composition of non-hydrated aromatic hydrocarbons. Its utilization is possible by using it in the printing industry for the production of solvents, industrial oils, SO2 and sulfuric acid, soot, carbon black. In addition, alkaline waters from benzene rectification are used to remove carbonate deposits from oil wells, as well as additives to road tar, etc. For convenience of storage, transportation and use, it is advisable to obtain alkaline waters in dry form. Due to the fact that alkaline waters are a surfactant, a variant of drying by means of coating the working surface by foam extruders with a volumetric IR energy supply is chosen for it. As a result of the carried out experimental studies, their analysis and mathematical processing, there have been obtained approximating equations of dependence of specific productivity of the process on influencing factors, as well as equations of dependence of the IR drying rate of alkaline waters on their moisture content. On the basis of empirical study of kinetic regularities of radiation drying of alkaline waters, a method is chosen and a rational regime for the process is justified; mathematically adequate dependences of the specific productivity and the rate of moisture removal from the influencing factors are obtained. Compared with spray drying, specific yield of the finished product is 3 times higher with IR drying and amounted to 24 kg/(m3 ∙ h)) with 20% reduction in energy costs. It has been stated that for organizing a rational method of drying alkaline waters from benzene rectification, it is expedient to maintain the following regime parameters of dehydration: С н = 0.5 kg/kg, Ер = 3.23 kW/m 2, d н = 4 mm

Текст научной работы на тему «Повышение эффективности процессов ректификации бензола и влагоудаления из кубового остатка для его утилизации»

ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

DOI: 10.24143/1812-9498-2018-1-7-14 УДК [66.074.38:547.532]:[66.048.3:66.048.95]

И. Ю. Алексанян, Ю. А. Максименко, А. Х.-Х. Нугманов

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ РЕКТИФИКАЦИИ БЕНЗОЛА И ВЛАГОУДАЛЕНИЯ ИЗ КУБОВОГО ОСТАТКА ДЛЯ ЕГО УТИЛИЗАЦИИ

Кубовый остаток, образующийся при ректификации бензола, является композицией негидратированных ароматических углеводородов. Его утилизация возможна путем использования в полиграфической промышленности при производстве растворителей, индустриальных масел, SO2 и серной кислоты, сажи, технического углерода. Кроме того, щелочные воды ректификации бензола (ЩВРБ) применяются для удаления карбонатных отложений из нефтяных скважин, а также в виде добавок к дорожным гудронам и т. д. Для хранения, транспортировки и удобства использования целесообразно получать ЩВРБ в сухом виде. Ввиду того, что ЩВРБ является поверхностно-активным веществом, для него выбран вариант процесса сушки путем нанесения на рабочую поверхность штрангов пены при объемном инфракрасном (ИК) энергоподводе. В результате проведенных экспериментальных исследований, их анализа и математической обработки получены аппроксимирующие уравнения зависимости удельной производительности процесса от влияющих факторов, а также уравнения зависимости скорости ИК сушки ЩВРБ от начального содержания влаги. На базе эмпирического изучения кинетических закономерностей радиационной пеносушки ЩВРБ выбран метод и обоснован рациональный режим проведения процесса; получены математические адекватные зависимости удельной производительности и скорости влаго-удаления от влияющих факторов. По сравнению с распылительной сушкой удельный выход готового продукта при ИК-сушке в 3 раза выше, он составил 24 кг/(м3-ч) при одновременном снижении затрат энергии на 20 %. Установлено, что для организации рационального способа сушки ЩВРБ целесообразно поддерживать следующие режимные параметры обезвоживания: начальное содержание сухих веществ - Сн = 0,5 кг/кг; плотность падающего теплового потока - Ер = 3,23 кВт/м2; начальный диаметр частицы - dн = 4 мм.

Ключевые слова: бензол, кубовый остаток, ректификация, щелочные воды, сушка.

Введение

В настоящее время существенную часть бюджета России составляют доходы от сбыта углеводородного сырья и продуктов его переработки. К сожалению, в ближайшее время рост экспорта углеводородного сырья маловероятен. Для обеспечения промышленной независимости России необходимо решение сложных задач развития добычи природных ресурсов и их рациональной переработки, расширения экспорта нефтегазового энергетического сырья с учетом истощения запасов многих крупных месторождений примерно на 60-90 %.

В целях перманентного стабильного экономического роста РФ по инновационному ресурсному плану необходимо и реально в настоящее время существенно и оперативно повысить степень извлечения углеводородных ресурсов и увеличить эффективность и качество нефтегазовых технологий, в частности за счет утилизации индустриальных отходов, химизации технологических операций (например при использовании мицеллообразующих поверхностно-активных материалов).

Заводы, использующие бензоловую ректификацию, по санитарным нормативам относят к первому классу по вредности производства. Кислые смолки ректификации бензола сходны по компонентному содержанию для большинства существующих технологических линий [1, 2] и включают большое количество сульфатных поверхностно-активных соединений, в значительной степени смешиваемых с водой.

Участки по ректификации бензола и переработке смол создают на всех коксохимических предприятиях, их неликвидными отходами являются щелочные воды ректификации бензола (ЩВРБ), имеющие очень низкое значение поверхностного натяжения вследствие присутствия поверхностно-активных фенолов, сульфосоединений, оснований, солей и т. п.

При ректификации бензола образуется кубовый остаток, являющийся композицией негидратированных ароматических углеводородов (табл. 1).

Таблица 1

Физико-химические показатели щелочных вод ректификации бензола

Показатель Значение

Внешний вид ЩВРБ Прозрачная жидкость желтого цвета

Плотность растворителя КОРБ при 20 °С, кг/м3 0,933

Массовая доля серы, % 0,01

Вязкость кинематическая при 50 °С, м2/с 0,9

Массовая доля фактических смол, % 0,0141

Температура 95 % отгона, °С 197

Утилизация кубового остатка (ЩВРБ) возможна путем использования в полиграфической отрасли промышленности при производстве растворителей, индустриальных масел, SO2 и серной кислоты, сажи, технического углерода. Кроме того, ЩВРБ применяется для удаления карбонатных отложений из нефтяных скважин, а также в виде добавок к дорожным гудронам и т. д. [3-5].

Благодаря малой себестоимости, относительно простому синтезу, химической стабильности и другим свойствам ЩВРБ на сегодняшний день является востребованным поверхностно-активным веществом (ПАВ), широко используемым в нефтегазодобывающей отрасли и нефтехимии.

Целью исследования является разработка режимных параметров, позволяющих повысить эффективность обезвоживания пеноструктур ЩВРБ, на базе изучения и анализа механизма протекания процессов переноса тепла и влаги, а также, на базе теоретических и эмпирических исследований комплекса характеристик ШВРБ, статических и кинетических закономерностей и моделирования процесса, обоснование режимов влагоудаления.

Для хранения, транспортировки и удобства использования целесообразно получать ЩВРБ в сухом виде. Задача по повышению эффективности процесса сушки путем его оптимизации и интенсификации является актуальной, ее решение позволит повысить качественные показатели конечного продукта, улучшить условия его хранения, сократить продолжительность процесса, сберечь материальные и энергетические ресурсы, решить проблемы экологической безопасности производства.

Обычно для этой цели используется распылительная сушка, которая, однако, сопряжена с ростом удельных габаритных размеров и энергоемкости агрегатов, необходимостью дополнительного оборудования для аспирации и пылеулавливания, загрязнением внутренней поверхности сушилки и сложностью узлов диспергирования [6-8].

Вследствие того, что ЩВРБ является ПАВ, для него перспективна сушка во вспененном состоянии, поэтому необходимо определение и обоснование рациональных режимов удаления влаги для повышения интенсивности процесса и снижения энергозатрат.

Методы исследования

При применении современных методов планирования многофакторного эксперимента основная задача оптимизации определяется как выбор целевой функции для оценки оптимальных режимных параметров и основных варьируемых факторов, влияющих на процесс сушки. Результатом задачи оптимизации является определение значений режимных параметров, соответствующих максимуму выбранной целевой функции, при этом диапазоны варьирования ос-

новных влияющих на целевую функцию факторов определяются техническими возможностями и предъявляемыми к конечному продукту требованиями (технологическими ограничениями).

С целью проведения исследования тепломассообмена выбран вариант процесса сушки при атмосферном давлении, в штрангах пены, нанесенных на рабочую поверхность пластины из полированного алюминия (подложку), при объемном ИК энергоподводе.

Выбор рациональных режимных параметров процесса обезвоживания возможен на основе результатов экспериментально-аналитического изучения кинетики сушки пен ЩВРБ при ИК энергоподводе [6-8], которые получены на оригинальной опытной установке (рис. 1).

Рис. 1. Схема (а) и общий вид (б) экспериментальной установки для изучения процесса ИК сушки ЩВРБ во вспененном состоянии: 1 - ПК; 2 - щит управления; 3 - КСП-4; 4 - фланец; 5 - видеокамера; 6 - термопара; 7 - панель ИК излучателей; 8 - крышка; 9 - насадка; 10 - смотровое окно; 11 - устройство для нанесения штранга пены на подложку; 12 - расходный бак исходного продукта (пены); 13 - насос для подачи вспененного продукта;

14 - подложка; 15 - весы; 16 - обечайка

а

б

Для обеспечения ИК нагрева обезвоживаемого продукта использовалась панель трубчатых галогенных излучателей КГТ-220-1000 7, расположенная над подложкой и снабженная отражателями из полированного алюминия для обеспечения диффузного потока облучения. Положение и режим работы излучателей регулировались. Изменение режима работы осуществлялось посредством тиристорного регулятора, связанного с приборами контроля напряжения, и силы тока на щите управления 2. Регистрация температуры подложки выполнялась хромель-копелевой термопарой 3 ХК(Ь) ТП-011 (номинальные статические характеристики прибора по ГОСТ Р 8.585-2001, допускаемая основная погрешность - не более 0,5 К), подключаемой к самопишущему потенциометру КСП-4 (допускаемая погрешность прибора не более 0,5 %).

Посредством весов ВЛК-500 (допускаемая основная погрешность прибора не более 0,5 %) 15 выполнялась непрерывная регистрация убыли массы обезвоживаемого в процессе сушки продукта. Фиксация показаний весов осуществлялась видеозаписью в реальном времени с помощью миниатюрной цифровой видеокамеры 5, подключаемой к персональному компьютеру (ПК) 1, помещенной перед шкалой весов и изолированной от излучения защитным экраном.

Результаты исследования и их обсуждение

Для получения кинетических закономерностей сушки использовались ЩВРБ, диспергированные до максимально возможной кратности пены и распределяемые на подложке в виде штрангов.

Варьируемыми факторами, определяющими скорость влагоудаления из ЩВРБ, являются: исходный диаметр пеноштранга dн, мм; плотность падающего потока ИК излучения Ер, кВт/м2; начальное содержание влаги кг/кг. Диапазоны изменения факторов = 0,5+0,6 кг/кг, Ер = 2,92+3,23 кВт/м2, dн = 3+6 мм) установлены с учетом технологических и технического ограничений [5]. Целевой функцией является удельный выход продукта с единицы площади рабочей поверхности в единицу времени Y, кг/(м2- ч).

Опыты проводились при трех повторностях с относительной погрешностью измерений Y не более 9 %.

В результате проведенных экспериментальных исследований, их анализа и математической обработки получены аппроксимирующие уравнения зависимости Y от влияющих факторов:

при = 0,5 кг/кг:

Ж Е, d) =

(-6,683 • Е2 + 42,217 • Е - 66,001) • d3 + +(96,738 • Е2 -613,159• Е + 960,974) • d2 + +(-450,258 • Е2 + 2,864 • 103 • Е - 4,499 • 103) • d + +(631,461 • Е2 - 4,021 • 103 • Е + 6,328 • 103)

- при = 0,6 кг/кг:

Y2( Е, d ) =

(-8,403 • Е2 + 52,362 • Е - 80,983) • d3 + +(109,273• Е2 -684,651 • Е +1,063)• d2 +

+(-452,801 • Е2 + 2,856-103 • Е-4,459-103) • d + +(589,738• Е2 -3,740-103 • Е + 5,868-103)

На рис. 2 и 3 представлены поля значений Y при фиксированных и dн соответственно.

1 2

У, кг/(м2 ч)

10

5

3

Ер, кВт/м2

Л, мм

Рис. 2. Поле значений удельного съема сухого продукта Y, кг/(м2-ч): 1 - wн = 0,5 кг/кг; 2 - wн = 0,6 кг/кг

Рис. 3. Поле значений удельного съема сухого продукта Y, кг/(м2-ч): 1 - dн = 4 мм; 2 - dн = 5 мм; 3 - dн = 6 мм; 4 - dн = 3 мм

Максимум целевой функции (У = 14,4 кг/(м2ч)) достигается при следующих режимных параметрах: wн = 0,5 кг/кг; dн = 4 мм; Ер - 3,23 кВт/м2 - при облучении лампами КГТ-220-1000.

При wн = 0,5 кг/кг пеноструктура имеет максимум Sуд, что приводит к интенсификациии тепло- и массопереноса в процессе обезвоживания и росту Y при снижении wн. Экстремум

У = У(Сн) появляется из-за взаимного влияния 2-х факторов: роста скорости процесса при снижении dн и повышения У при росте удельной массы ЩВРБ. Увеличение dн более 4 мм резко снижает эффект объемного подвода лучистой энергии, т. к. слой переходит из оптически тонкого в оптически бесконечный, кроме того, рост сопротивления внутреннего влагопереноса ведет к резкому спаду скорости процесса. Вследствие этого рациональная пограничная величина dн = 4 для исключения поверхностного подгорания штранга при влажной сердцевине.

В результате обработки экспериментальных данных получены эмпирические уравнения кривых обезвоживания (рис. 4) и их обратные зависимости: т(м) = а • м6 + Ь • м?5 + с • + + е • м3 + / • м2 + g • м + к, где т - продолжительность обезвоживания; а, Ь, с, е, /, g, h - эмпирические коэффициенты.

кг/кг

0:5 0?4

0,2

0.0

7 1.ЕР = 2.92 кВт/м2 2.Ер = 3^08 кВт/м2 3.Е; кВт м:

2^4

3 \

25

50

75 т, с

120 т, с

б

Рис. 4. Кривые ИК пеносушки ЩВРБ (•) и их аппроксимирующие функции (-):

мн = 0,5 кг/кг; dн = 3 мм (а); мн = 0,6 кг/кг; dн = 4 мм (б)

Продифференцировав данное уравнение по dw при замене коэффициентов на их функциональные зависимости от d, получим уравнение зависимости скорости ИК сушки ЩВРБ от его влажности м (рис. 5):

СМ Ст

(а1 • С + Ъ1 • С + с • С+е1)• М + (а2 • С + Ъ2 • С + с2 • С+е2)• мМ +... ...+(а3 • С + Ъ3 • С2 + с3 • С+е3)• М + (а4 • С + Ъ4 • С2 + с4 • С+е4)• мМ +... ...+(а5 • С + Ъ5 • С + с5 • С+е5)• м+(а6 • С + Ъ6 • С + с6 • С+е6)

кг/(кгс) 0,0083

0,0055

0,0028

0,6 0,7 0,8 0,9 С, КГ/КГ

а

¿Лу/^Г, кг/(кгс)

0,0135

0,0090

0,0045

0

1 1- 1-е./ - 3 ММ х-

2- \-ci~ 1 мм /

3-\-ci- > мм /

4- \ с1 6 мм У 2 Г 1; \

/ ^ / /

¿г \з \4_ -

0,4 0,52 0,64 0,76 0,88 С, кг/кг б

Рис. 5. Кривые скорости ИК сушки вспененного ЩВРБ при Ер = 2,92 кВт/м мн = 0,5 кг/кг (а); мн = 0,6 кг/кг (б)

а

Значения эмпирических коэффициентов (аь Ьь сь вь а2, Ь2, с2, е2, а3, Ь3, с3, е3, а4, Ь4, с4, е4, а5, Ь5, с5, е5, а6, Ь6, с6, е6) для = 0,5 и 0,6 кг/кг представлены в табл. 2.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 2

Значения эмпирических коэффициентов скорости сушки вспененного раствора сульфонола для различных значений начальной влажности продукта ин и диапазонов плотности теплового потока Ер

Коэффициент Плотность теплового потока Ер, кВт/м2

Ер < 2,92 2,92 < Ер < 3,08 3,08 < Ер < 3,23

ин = 0,5 кг/кг ин = 0,6 кг/кг ин = 0,5 кг/кг ин = 0,6 кг/кг ин = 0,5 кг/кг ин = 0,6 кг/кг

а -2,198 239105 -3,319 21104 1,314 204 106 2,680 139 105 1,300 756 105 5,895 989 104

Ь1 2,845 373-106 4,762 695 ■ 105 -1,780 732^ 107 -3,514 879 106 -1,900 381 ■ 106 -8,5666 105

С1 -1,274 656107 -2,367 48 106 7,768 993 ■ 107 1,482 186 ■ 107 8,792 878 106 3,848 683 106

в1 1,878 811107 3,737 859 106 -1,085 063 108 -2,036 496 107 -1,305 13 107 -5,462 946 106

а2 2,015 837 105 5,283 927^104 -1,617 276 106 -3,619 716105 -2,098 38 105 -8,869 126 104

Ь2 -2,660 937 106 -7,434 14105 2,188 202 107 4,761 606 106 2,984 986 106 1,292 245 ■Ю6

С2 1,233 892 107 3,608 164 106 -9,537 942^107 -2,014 702^ 107 -1,350 839 107 -5,840 788 106

е2 -1,879 695 107 -5,602 595 ■ 106 1,330 381 108 2,778 381 107 1,962 507 107 8,336 909 106

а3 -4,957 067 104 -3,145 692 104 7,180 409 105 1,739 831 105 1,262 13 105 4,803 645 104

Ь3 6,858 706 105 4,320 228 105 -9,687 78 106 -2,298 129 106 -1,756 73 106 -6,996 981 105

С3 -3,471 84106 -2,0304^106 4,213 275 ■ 107 9,764 159 106 7,805 226^ 106 3,175 015 106

в3 5,717 971106 3,073 827^ 106 -5,861 644 107 -1,351 405 107 -1,112 266 107 -4,548 271 ■ 106

а4 288,277 735 7,966 739 103 -1,384 971 105 -3,490 874 104 -3,391■104 -1,005 727-104

Ь4 -1,603 965 104 -1,076 134 105 1,858 785 ■ 106 4,633 007 105 4,644 948 105 1,466 4275^105

С4 1,936287-105 4,913 254 105 -8,046 808 106 -1,977 108 106 -2,036 751 ■ 106 -6,680 498 105

в4 -4,783112-105 -7,260 783 105 1,113 647 107 2,742 424^106 2,856 106 106 9,581 629 105

а5 146,112 241 -585,571 776 1,082 407-104 2,341 759 103 3,429 93■103 483,993 458

Ь5 -407,809 985 8,044 787 103 -1,437 705 ■ 105 -3,113 294 104 -4,685 006 104 -7,261 218103

С5 -9,553 242-103 -3,682 198104 6,161 419105 1,329 694 105 2,049 753 ■ 105 3,369 313 104

в5 3,279 153 104 5,476 021 104 -8,423 894 105 -1,836 186 105 -2,848 493 105 -4,808 222 104

а6 93,993 689 -40,665 449 -241,344 995 2,958 633 -110,244 765 1,752 964

Ь6 -1,306 976 103 512,520 062 3,114 032 103 -79,730 647 1,465 130 103 -34,226 769

С6 5,824 178103 -2,152 002 103 -1,2943 ■ 104 491,211 74 -6,302 436 103 185,2198

в6 -8,575 457 103 2,812 546 103 1,691 824 104 -989,072 44 8,491 909 103 -450,131 97

До первой точки перегиба рост скорости (рис. 5 а, б) обусловлен прогревом материала при удалении, в основном, свободной влаги, что сопровождается парообразованием внутри пе-ноячеек, и диффузией пара к поверхности штранга через каркас утончающихся пленок.

Максимум интенсивности достигается в 3-й характерной точке перегиба при С = 0,7^0,8 кг/кг, после которой наблюдается снижение скорости влагоудаления с ростом содержания влаги, связанной с продуктом с тепловым эффектом. Диспергирование продукта, создание большого градиента давлений, объемные энергоподвод и влагоотдача способствуют удалению механически удерживаемой стенками полупроницаемых оболочек и осмотическими силами структурной и осмотической влаги, которая по своим свойствам является условно «свободной». Причем такая влага считается только энтропийно связанной, т. к., в отличие от энергетического удерживания воды химическими и молекулярными силами, характер ее связи (осмотический и структурный) определяется величиной энтропии, что для ЩВРБ подтверждается значительным влиянием энтропийной составляющей свободной энергии. По сравнению с распылительной сушкой удельный выход готового продукта в 3 раза выше при ИК сушке, он составил Y ~ 24 кг/(м3-ч)) при снижении затрат энергии на 20 %.

Заключение

Таким образом, на базе эмпирического изучения кинетических закономерностей радиационной пеносушки ЩВРБ выбран метод и обоснован рациональный режим проведения процесса; получены математические адекватные зависимости удельной производительности и скорости влагоудаления от влияющих факторов.

Для организации рационального способа сушки ЩВРБ целесообразно поддерживать следующие режимные параметры обезвоживания: Сн = 0,5 кг/кг; Ер = 3,23 кВт/м2; dн = 4 мм.

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. ТУ 2415-004-05766801-2003. Растворитель КОРБ (кубовый остаток ректификации бензола).

2. Магарил Р. З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти: учеб. пособ. М.: КДУ, 2010. 280 с.

3. Леффлер У. Л. Переработка нефти / пер. с англ. М.: Олимп-Бизнес, 2004. 224 с.

4. Ахметов С. А., Сериков Т. П. и др. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учеб. пособ. СПб.: Недра, 2006. 872 с.

5. Коршак А. А., Шаммазов А. М. Основы нефтегазового дела: учеб. для ВУЗов. Уфа.: ООО Дизайн-ПолиграфСервис, 2007. 560 с.

6. Буйнов A. A., Кравцов Е. Е., Лебедева А. П., Алексанян И. Ю. Обезвоживание щелочных вод ректификации бензола во вспененном состоянии. II Библ. указ. ВИНИТИ. Деп. 8. 1983. С. 113

7. Exerowa D., Kruglyakov P. M. Foam and Foam Films: Theory, Experiment, Application. Publisher: Elsevier Science, 1998. 795 p.

8. Harrison. W. В., Hanson М. P. Microwave processing materials: Symposium Reno. 1988. P. 279-286.

Статья поступила в редакцию 09.04.2018

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Алексанян Игорь Юрьевич — Россия, 414056, Астрахань; Астраханский государственный технический университет; д-р техн. наук, профессор; профессор кафедры технологических машин и оборудования; amxs1@yandex.ru.

Максименко Юрий Александрович - Россия, 414056, Астрахань; Астраханский государственный технический университет; д-р техн. наук, доцент; зав. кафедрой технологических машин и оборудования; amxs1@yandex.ru.

Нугманов Альберт Хамед-Харисович - Россия, 414056, Астрахань; Астраханский государственный технический университет; д-р техн. наук, доцент; доцент кафедры технологических машин и оборудования; albert909@yandex.ru.

I. Yu. Aleksanian, Yu. A. Maksimenko, A. H.-H. Nugmanov

INCREASING EFFICIENCY OF THE PROCESSES OF BENZENE REACTIVATION AND WASTE DRAINING FROM THE BOTTOMS FOR ITS UTILIZATION

Abstract. When rectifying benzene, bottoms residue is formed, which is a composition of non-hydrated aromatic hydrocarbons. Its utilization is possible by using it in the printing industry for the production of solvents, industrial oils, SO2 and sulfuric acid, soot, carbon black. In addition, alkaline waters from benzene rectification are used to remove carbonate deposits from oil wells, as well as additives to road tar, etc. For convenience of storage, transportation and use, it is advisable to obtain alkaline waters in dry form. Due to the fact that alkaline waters are a surfactant, a variant of drying by means of coating the working surface by foam extruders with a volumetric IR energy supply is chosen for it. As a result of the carried out experimental studies, their analysis and mathematical processing, there have been obtained approximating equations of dependence of specific productivity of the process on influencing factors, as well as equations of dependence of the IR drying rate of alkaline waters on their moisture content. On the basis of empirical study of kinetic regularities of radiation drying of alkaline waters, a method is chosen and a rational regime for the process is justified; mathematically adequate dependences of the specific productivity and the rate of moisture removal from the influencing factors are obtained. Compared with spray drying, specific

yield of the finished product is 3 times higher with IR drying and amounted to 24 kg/(m3 • h)) with 20% reduction in energy costs. It has been stated that for organizing a rational method of drying alkaline waters from benzene rectification, it is expedient to maintain the following regime parameters of dehydration: CH = 0.5 kg/kg, Ep = 3.23 kW/m 2, dH = 4 mm.

Key words: benzene, bottoms, rectification, alkaline water, drying.

1. TU 2415-004-05766801-2003. Rastvoritel' KORB (kubovyi ostatok rektifikatsii benzola [TC2415-004-05766801 -2003. Solvent BBR (Bottoms from benzene rectification)].

2. Magaril R. Z. Teoreticheskie osnovy khimicheskikh protsessovpererabotki nefti: uchebnoeposobie [Theoretical grounds of chemical processes of oil processing: teaching aid]. Moscow, KDU, 2010. 280 p.

3. Leffler W. L. Petroleum Refining. Oklahoma, Penn WellBooks, 1985. 224 p. (Rus. ed.: Leffler U. L. Pererabotka nefti / per. s angl. M.: Olimp-Biznes, 2004. 224 s.).

4. Akhmetov S. A., Serikov T. P. i dr. Tekhnologiia i oborudovanie protsessov pererabotki nefti i gaza: uchebnoe posobie [Technology and equipment for oil and gas processing: teaching aid]. Saint-Petersburg, Nedra Publ., 2006. 872 p.

5. Korshak A. A., Shammazov A. M. Osnovy neftegazovogo dela: uchebnik dlia VUZov [Introduction into oil and gas research: textbook for higher educational institutions]. Ufa, OOO DizainPoligrafServis, 2007. 560 p.

6. Buinov A. A., Kravtsov E. E., Lebedeva A. P., Aleksanian I. Iu. Obezvozhivanie shchelochnykh vod rektifikatsii benzola vo vspenennom sostoianii [Dehydrating alkaline waters of benzene rectification in foamed condition]. II Bibl. ukaz. VINITI. 1983. Dep. 8. P. 113.

7. Exerowa D., Kruglyakov P. M. Foam and Foam Films: Theory, Experiment, Application. Publisher: Elsevier Science, 1998. 795 p.

8. Harrison. W. V., Hanson M. P. Microwave processing materials. Symposium Reno, 1988. Pp. 279-286.

Aleksanian Igor Yurievich - Russia, 414056, Astrakhan; Astrakhan State Technical University; Doctor of Technical Sciences, Professor; Professor of the Department of Technological Machines and Machinery; amxs1@yandex.ru.

Maksimenko Yuri Aleksandrovich - Russia, 414056, Astrakhan; Astrakhan State Technical University; Doctor of Technical Sciences, Assistant Professor; Head of the Department of Technological Machines and Machinery; amxs1@yandex.ru.

Nugmanov Albert Hamed-Harisovich - Russia, 414056, Astrakhan; Astrakhan State Technical University; Doctor of Technical Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor of the Department of Technological Machines and Machinery; albert909@yandex.ru.

REFERENCES

The article submitted to the editors 09.04.2018

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.