Введение к работе
Противоречия между сокращением сырьевой базы и экстенсивным развитием производства в рамках мировых политико-экономических отношений в конце второй половины 20 века привело к череде нефтяных и ресурсных кризисов. Одним из первых шагов на пути решения глубинной проблемы являлась коренная перестройка производственных сил, переход на интенсивный путь использования ресурсов. Многие страны начали проводить целенаправленную политику с ориентацией на энерго- и ресурсосберегающие технологии. В первую очередь это касалось ценного источника углеводородов - нефти. Поэтому в нефтеперерабатывающей промышленности стали проявляться тенденции увеличения глубины переработки нефти. Активно начали развиваться направления на стыке нефтепереработки и нефтехимии.
Расширение сырьевой базы процесса пиролиза за счет вовлечения в переработку утяжеленного сырья является актуальной задачей. Особенно остро эта проблема стоит для стран, в которых отсутствуют собственные ресурсы углеводородного сырья, например, для Республики Беларусь. Но для решения этой задачи необходим поиск новых методов и приемов, позволяющих снизить образование кокса в реакционных змеевиках печей пиролиза.
Связь работы с крупными научными программами и темами
Работа проводилась в соответствии с государственной программой «Импортозамещение» (Постановление Совета Министров № 402 от 24 марта 2006 г., в редакции Постановления Совета Министров № 1164 от 14 августа 2008 г.), государственной научно-технической программой «Химические технологии и производства» и подпрограммой «Научно-техническое обеспечение нефтяной и химической промышленности».
Диссертационная работа связана с выполнением хозяйственных договоров с нефтехимическим предприятием Республики Беларусь: Х/Д 9738 «Разработка технологии и технико-экономических предложений по использованию тяжелых нефтяных фракций в качестве сырья пиролиза на ПО «По-лимир» (1997 - 1998 гг., № госрегистрации 19974442); Х/Д 9901 «Исследования состава тяжелого остатка установки легкого гидрокрекинга в зависимости от сырья и технологических параметров ее работы» (1999 г., № госрегистрации 19992652); Х/Д 9936 «Исследование возможности использования
побочных продуктов масляного производства ПО «Нафтан» в качестве сырья для новой двухкамерной печи пиролиза» (1999 - 2000 гг., № госрегистрации 19991929).
Цель и задачи исследования
Цель диссертационной работы - усовершенствование технологии пиролиза, позволяющее перерабатывать утяжеленные углеводородные фракции, получаемые на отечественных нефтеперерабатывающих предприятиях, и обоснование способов снижения коксоотложения в этом процессе.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
Определить зависимость выхода продуктов пиролиза и кокса от режима проведения процесса, физико-химических свойств и состава утяжеленных углеводородных фракций, получаемых на отечественных нефтеперерабатывающих предприятиях.
Определить наименее затратный способ снижения коксообразования на основе аналитического обзора научных публикаций.
Обосновать выбор ингибитора.
Установить оптимальную концентрацию предложенного ингибитора для снижения коксообразования в процессе пиролиза.
Разработать усовершенствованную схему пиролиза утяжеленных нефтяных фракций с использованием алифатических аминов.
Объектами исследования являются нефтяные фракции, отличающиеся пределами выкипания, в том числе остаток гидрокрекинга и их смеси с добавками, ингибирующими отложение кокса.
Предмет исследования - усовершенствование технологии пиролиза, позволяющее перерабатывать утяжеленные углеводородные фракций, направленное на расширение сырьевой базы процесса.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Закономерности процесса пиролиза утяжеленного нефтяного углеводородного сырья, на основании которых определен рабочий технологический режим (температура, продолжительность, соотношение водяного пара к сырью).
Влияние фракционного и группового состава углеводородов при его пиролизе на процессы образования кокса. Снижение интенсивности коксообразования при пиролизе остатка гидрокрекинга за счет изменения параметров технологического режима его получения.
Усовершенствованный технологический процесс пиролиза с использованием обоснованно выбранного высокоэффективного ингибитора образования кокса, позволяющий перерабатывать утяжеленные углеводородные фракции.
Личный вклад соискателя
Автором разработана усовершенствованная технология пиролиза утяжеленных углеводородов в присутствии алифатических аминов. Непосредственно соискателем в лабораторных условиях проведены исследования пиролиза различных нефтяных фракций, определены закономерности образования и отложения кокса. На основе существующей модели осуществлена теоретическая проверка механизма действия ингибитора коксоотложения, предложены ДЭТА и ТЭТА в качестве веществ, снижающих скорость отложения кокса при пиролизе нефтяных фракций. Исследовано в лабораторных условиях действие ингибиторов и определены их оптимальные концентрации.
Автор диссертации принимал участие в изучении физико-химических свойств углеводородных фракций, использованных в качестве сырья пиролиза.
Апробация результатов диссертации
Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, республиканских и университетских научно-технических конференциях (1998 - 2004 гг.):
16 Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Москва, 1998 г., Россия);
15 международная научно-техническая конференции по аналитическому и прикладному пиролизу (Леобен, 2002 г., Австрия);
16 международная научно-техническая конференция по аналитическому и прикладному пиролизу (Аликанте, 2004 г., Испания);
- международная научно-техническая конференция «Новые технологии
в химической промышленности» (Минск, 20 - 22 ноября 2002 г.).
Опубликованность результатов диссертации
По теме диссертации опубликовано всего 8 работ, в том числе 4 тезиса доклада - 0,7 авторских листов и 3 статьи в рецензируемых журналах -1,2 авторских листа. Общий объем —1,9 авторских листов. Получен патент на изобретение «Способ ингибирования коксообразования в процессе пиролиза углеводородов».
Структура и объем диссертации
