Введение к работе
Актуальность проблемы. При применении топлив в двигателе и в процессе атмосферно-вакуумной перегонки нефти и нефтяных остатков происходит фазовый переход 1 рода - кипение компонентов нефтяных :истем. Ранее главное внимание уделялось разработке способов /величения выхода светлых фракций и вакуумных дистиллятов при перегонке нефти и нефтяных остатков, однако, близкая по теоретическим предпосылкам возможность регулирования фракционного состава нефтяных дистиллятов не была изучена.
Известно, что химмотологические аспекты применения топлив во многом определяются их физико-химическими свойствами, связанными с процессом испарения (фракционный состав, температура вспышки). Так, затруднения при пуске двигателя могут быть вызваны образованием паровых пробок в топливоподающей системе из-за облегченного фракционного состава бензина. При применении дизтоплив утяжеленного фракционного состава возникают проблемы эксплуатации обычных дизельных двигателей. Таким образом, регулирование фракционного :остава топлив доступными методами является актуальной задачей <иммотологии.
В практике нефтепереработки фракционный состав является одним /із основных параметров, по которому бракуются партии нефтепродуктов нестандартного качества. Доведение фракционного состава таких нефтепродуктов до нормы обычно достигается их возвращением в технологический процесс, что всегда сопряжено с дополнительными экономическими затратами. Поэтому актуален поиск иных способов изменения фракционного состава нефтяных фракций.
В свете современных представлений об управлении параметрами фазовых переходов, представляется возможным регулировать фракционный зостав нефтяных дистиллятов надежными и эффективными способами зведення добавок. Кроме того, изучена возможность химического модифицирования нефтяных дистиллятов под действием лазерного лзлучения (ЛИ).
Цели работы. Исследование возможностей регулирования фракционного состава нефтяных дистиллятов различными способами: физическим
модифицированием - введением добавок, химическим модифицированием - воздействием на нефтяные фракции ЛИ, а также комбинированным сочетанием обоих внешних воздействий; изучение влияния добавок на поверхностные свойства и температуры кипения модельной системы; выявление изменений группового углеводородного состава нефтяных фракций различного фракционного состава под воздействием ЛИ для выработки практических рекомендаций по применению облученных нефтяных дистиллятов в качестве дизтоплив или сырья соответствующих технологических процессов.
Научная новизна. В работе впервые показана принципиальная возможность регулирования фракционного состава нефтяных дистиллятов различной глубины отбора введением добавок. Установлены экстремальные изменения фракционного состава нефтяных дистиллятов от концентрации и типа изученных добавок.
При исследовании поверхностных свойств и температур кипения модельной смеси и дизельного топлива в зависимости от концентрации добавок обнаружено, что зависимости толщины поверхностного слоя и температуры кипения модельной смеси имеют антибатный характер. Можно предположить, что в смеси, модифицированной добавками, способствующими увеличению толщины поверхностного слоя, переход углеводородов в паровую фазу требует меньших энергетических затрат, и наоборот. Впервые проведено исследование влияния ЛИ на групповой состав и физико-химические свойства нефтяных дистиллятов. Предложены оптимальные параметры по мощности и длине волны ЛИ, критерием выбора которых послужило максимально возможное снижение кинематической вязкости облученных нефтяных фракций по сравнению с необлученными.
В результате селективных низкотемпературных химических превращений нефтяных компонентов под воздействием ЛИ происходят изменения группового химического состава нефтяных фракций различной глубины отбора, изученные методом жидкостно-адсорбционной хроматографии. Общей тенденцией является снижение содержания смол, серы и увеличение содержания моноциклических ароматических
углеводородов в облученных нефтяных фракциях по сравнению с
необлученными.
Практическая ценность. Предложен практический способ регулирования фракционного состава нефтяных дистиллятов введением добавок в оптимальной концентрации 5Ю"-5Ю"5% масс. В качестве добавок к дизельному топливу для облегчения его фракционного состава могут быть рекомендованы диэтаноламиновые соли энантовой и каприловой кислот, понижающие температуру начала кипения на 25С и 15С соответственно. Химическое модифицирование ЛИ позволяет уменьшить содержание смол и серы в дизельном топливе, что существенно улучшает экологичность выбросов дымовых газов. Установлено улучшение качества масляных дистиллятов, подвергнутых ЛИ, и показано увеличение выхода рафината на 1,8 % масс, в процессе их фенольной очистки. Апробация работы.
Отдельные разделы диссертации были доложены на :
- научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и
развития нефтегазового комплекса России" (г. Москва, 1994);
VIII Международной конференции по химическим реактивам "Реактив-95" (г. Москва, 1995);
Межвузовской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России "Новые технологии в газовой промышленности" (г. Москва, 1995). Решением оргкомитета конференции работе присуждено II место.
Публикации : по материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ
и получены положительные решения по 4 патентам на изобретения.
Объем и структура диссертации : работа состоит из введения, пяти глав,
