CC BY
7изменениях технологических параметров работы ректификационной колонны (производительности, давления и температуры) в широком диапазоне.
Выводы
• Процесс ректификации определяется диффузионным массообменном между паровой и жидкой фазами на контактных устройствах.
• Учет влияния давления на процесс массообмена может способствовать значительному увеличению производительности и четкости ректификации на существующих колоннах.
• Предложен способ оценки К.П.Д. тарелки через отношение массопередачи i-го компонента между фазами к объему паров проходящих через флегму на контактном устройстве.
Список литературы
1. В. В. Кафаров. Основы массопередачи. - Изд. 2, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1972. -496 с.
2. В. Г. Левич. Физико-химическая гидродинамика. 2-е изд. перер. и доп. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959. - 699 с.
3. М. С. Рогалев, Р. З. Магарил. Способ интенсификации процесса первичной перегонки нефти. // Известия вузов. Нефть и газ, - 2008,- № 5. - С. 90-93.
4. И. А. Александров. Перегонка и ректификация в нефтепереработке. - М: Химия, 1981. - 352 с.
5. С. А. Багатуров. Основы теории и расчета перегонки и ректификации. Изд. 3-е, перераб. -М.:Химия, 1974. - 440 с.
Сведения об авторах
Магарил Ромен Зеликович, д.т.н., профессор, главный научный сотрудник, Тюменский государственный нефтегазовый университет, тел. 8(3452)256942, e-mail: magaril67@mail.ru.
Рогалев Максим Сергеевич, к.т.н., доцент кафедры «Переработка нефти и газа», Тюменский государственный нефтегазовый университет, тел. 8(3452)256942, e-mail: rogalev_max@mail.ru.
Magaril R. Z., Doctor of Technical Science, professor, Chief Scientific Officer, Tyumen State Oil and Gas University, phone: 8(3452)256942, e-mail: magaril67@mail.ru.
Rogalev M. S., Candidate of Technical Science, assistant professor of Department «Oil and gas processing», Tyumen State Oil and Gas University, phone: 8(3452)256942, e-mail: rogalev_max@mail.ru.
УДК 665.7.038
СОКРАЩЕНИЕ ПОТЕРЬ ЛЁГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ НЕФТИ И БЕНЗИНА
REDUCTION OF LIGHT HYDROCARBONS LOSSES FROM OIL AND GASOLINE
М. М. Фархан., Н. В. Корзун
Farhan M. M., Korzun N. V.
Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень,
Ключевые слова: легкие углеводороды, снижение потерь, испарение нефти и бензина Key words: light hydrocarbons, reduction of losses, oil andgasoline evaporation
На пути нефти от промысла к нефтезаводу и пути бензина от нефтезавода к потребителю происходят потери лёгких углеводородов в результате испарения, что наносит экономический и экологический ущерб.
Большая часть потерь связана с большим дыханием резервуаров при заполнении продуктом. Концентрация паров углеводородов в смеси с воздухом определяется упругостью паров.
Упругость паров определяется равенством скорости испарения с поверхности жидкости и конденсацией на этой поверхности паров:
KSe-Q/RT = ZSP,
где K — константа, S — поверхность жидкости, Q — скрытая теплота испарения, Z — удельное число столкновений молекул пара с поверхностью жидкости, P — упругость паров.
Хорошо известно явление эбулиоскопии: упругость паров раствора ниже упругости па-
№ 6, 2011
Нефть и газ
97
ров растворителя. Представляет интерес исследовать влияние на упругость паров поверхностно - активных веществ (ПАВ), концентрирующихся на поверхности жидкости.
Исследовали влияние солей никеля и калия фракции СЖК (С9 - С15) на давление насыщенных паров при введении ПАВ в различной концентрации.
В табл. 1 приведены данные по влиянию солей никеля на давление насыщенных паров бензинов.
Таблица 1
Концентрация соли мг/кг Потери бензинов от испарения (по Бударову)
Образец бензина I Образец бензина I I Образец бензина I I I Образец бензина I V
% абс % отн % абс % отн % абс % отн % абс % отн
0 3,5 100 3,5 100 3,9 100 3,7 100
4,63 3,3 94,3 3,0 85,7 3,7 94,9 2,8 75,7
9,25 3,2 91,4 3,2 91,4 3,3 84,6 2,4 64,9
18,5 3,2 91,4 3,2 91,4 3,5 89,7 2,7 73,0
27,75 2,0 85,7 2,9 82,9 3,6 92,3 3,6 97,3
Минимальные потери бензина от испарения наблюдаются при концентрации ПАВ 9,25 мг/кг.
В табл. 2, рис. 1 приведены данные по влиянию соли калия СЖК на давление насыщенных паров бензина. Минимальное давление достигается при концентрации ПАВ 10 мг/кг. При повышении концентрации ПАВ оно повышается.
Таблица 2
Концентрация СпН2п+1СОО К , мг/кг Давление насыщенных паров бензина, кПа
0 40,21
8 36,48
9 35,89
10 34,81
11 37,17
15 37,85
О 8 2 10 11 15
Концентрация мг/кг
Рис. 1. Зависимость давления насыщенных паров бензина от концентрации
СпИ2п+1СООК
В табл. 3, рис. 2 приводятся результаты влияния на давление насыщенных паров нефти солей калия СЖК. Минимальное давление насыщенных паров наблюдается при концентрации солей калия СЖК 20 мг/кг. При увеличении концентрации ПАВ происходит увеличение давления насыщенных паров. Наблюдаемое явление объясняется тем, что ПАВ занимает часть поверхности испарения, не препятствуя концентрации, и при увеличении концентрации ПАВ выше оптимальной величины происходит ассоциация молекул ПАВ, что приводит к увеличению поверхности испарения.
98
Нефть и газ
№ 6, 2011
Таблица 3
Концентрация [CnH2n+lCOO] ^ мг/кг Давление насыщенных паров кПа
0 29,32
10 25,79
20 19,32
30 26,58
40 27,85
Концентрация мг/кг
Рис. 2. Зависимость давления насыщенных паров нефти от концентрации СпИ2п+1СОО К
Далее проведена серия опытов при введении в первую порцию бензина ПАВ в концентрации 10 мг/кг и заменой в последующих опытах нижнего слоя бензина (90% общего слоя) на бензин без ПАВ. Результаты опытов приведены на рис. 3, где видно, что ПАВ существенно влияет на давление насыщенных паров в 10 последующих опытах.
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Число последовательных опытов
Рис. 3. Зависимость давления насыщенных паров бензина от числа опытов
в
о р
ин хы
нле ын
вал не
£ I
Число последовательных опытов Рис. 4. Зависимость давления насыщенных паров нефти от числа опытов
На рис. 4 приведены данные по давлению насыщенных паров нефти с введением в 1-й опыт 20 мг/мг ПАВ и заменой в последующих опытах нижнего слоя (90% общего слоя) на
№ 6, 2011
Нефть и газ
99
нефть без ПАВ; существенное влияние ПАВ проявляется в 7-ми последующих опытах.
Таким образом, показана возможность значительного снижения потерь лёгких углеводородов при введении в нефть и бензин в микроколичествах ПАВ. Это представляет особую ценность для стран с жарким климатом.
Список литературы
1. Кутепов А. М., Рудов Г. Я., Бердников В. И., Баранов Д. А., Установка для улавливания паров углеводородов из паровоздушных смесей. Экология и промышленность России, 1999. -С.8-13.
2. Рыбак Б. М. Анализ нефти и нефтепродуктов. - Л.:Нефтеиздат, 1962. - 885с.
3. Шаламберидзе О. В., Магарил Р. З., Способ снижения потерь бензина от испарения. Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. -2002. - №1. - С. 86-89.
Сведения об авторах
Фархан Марван Мохммед, аспирант, Тюменский государственный нефтегазовый университет
Корзун Нелли Всеволоводна, д. х. н., профессор, Тюменский государственный нефтегазовый университет, тел.: 8 (3452) 25-69-49
Farhan M. M., post graduate student, Tyumen State Oil and Gas University
Korzun N. V., PhD, professor, Tyumen State Oil and Gas University, phone: 8 (3452)25-69-49
УДК 661.715.3
КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ГАЗОФАЗНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА
И. В. Александрова
Тобольский индустриальный институт, филиал Тюменского государственного нефтегазового университета, г. Тобольск
Ключевые слова: катализатор,изобутилен, катиониты, цеолиты, селективность, конверсия Key words: сatalyst; isobutene; cationites; zeolites; selectivity; conversion
Изоолефины С4 и С5 (изобутилен, изоамилены) являются исходным сырьём для производства многих ценных нефтехимических продуктов. Помимо общеизвестного использования изобутилена для получения полимеров на его основе (олиго- и поли-изобутилены, бутилкаучуки, сополимеры изобутилена с бутенами, стиролом и др.), а также алкилфенолов, с его участием осуществляется синтез и других технически важных продуктов: метил-трет-бутилового эфира, метакриловой кислоты, мета-крилатов, алифатических диаминов, ряда инсектицидов и т.д. [1]. Расширяющиеся области применения обусловливают непрерывный рост потребности в изобутилене.
Получение в промышленном производстве широкого круга полимеров изобутилена и композитов на его основе дает возможность говорить о существовании самостоятельной области малотоннажной химии изобутилена; при этом следует иметь в виду, что ряд традиционных областей, например, связанных с использованием высокомолекулярного полиизо-бутилена и бутилкаучука, по-прежнему не имеет альтернативы.
Лучшие мировые образцы по показателям — разработанные в последние годы процессы SKIP (Phillips Petroleum Company), Iso-4 Institute France du Petrol), Butesom (Universal Oil Products).
Потребность России в изобутилене и в метил-трет-бутиловом эфире (МТБЭ) оценивается соответственно в 600-800 тыс.т/год и 800-1200 тыс.т/год [2].
Основными источниками изоолефинов являются процессы пиролиза и крекинга различных нефтяных фракций. Источниками изобутилена могут служить также продукты каталитической дегидратации трет-бутилового спирта. С 70-х годов используется промышленная технология дегидрирования изобутана в кипящем слое пылевидного алюмохромового катализатора с последующим выделением изобутилена из изобутан-изобутиленовой фракции на ионообменных смолах.
Существует технология разложения МТБЭ в газовой и жидкой фазах в присутствии формованного ионитного катализатора. Разработанный процесс имеет недостаточно высокие показатели по производительности и степени превращения МТБЭ [3]. Известны способы каталитического разложения метил-трет-алкиловых эфиров на изоолефин и метанол на различных катализаторах: Al2O3, SiO2, MgO, CaSO4, Fe2(SO4)3, H3PO4 на носителе [4]. В зависимости от природы используемого катализатора и условий проведения процесса
100
Нефть и газ
№ 6, 2011
