Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Хафизов Ильдар Фанилевич

Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов
<
Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Хафизов Ильдар Фанилевич. Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.07 / Хафизов Ильдар Фанилевич; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т].- Уфа, 2008.- 120 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1109

Содержание к диссертации

Введение

1. Литературный обзор 6

1.1. Химизм и механизм реакций процесса производства окисленных битумов 6 12

1.2. Влияние факторов процесса окисления на свойства конечного продукта 12-13

1.3. Влияние температуры на процесс окисления сырья 13-17

1.4. Варианты получения строительных марок битумов 17-21

1.5. Очистка газов от сероводорода и меркаптанов 21-30

1.6. Влияние кавитационно-вихревых эффектов на интенсификацию процессов окисления нефтяного сырья до битума

2. Объекты и методы исследования 38

2.1. Сырье. Физико-химические свойства 38-39

2.2. Состав, технические и физико-химические свойства битумов 39-43

2.3. Лабораторная установка по окислению 43-49

2.4. Исследование газожидкостного режима, создаваемого газожидкостным смесителем 49-52

3. Исследование влияния волновых воздействий на качество получаемых окисленных нефтяных битумов 53

3.1. Расчет энергии активации процесса окисления с использованием ГЖКВА 53-68

3.2. Схема работы блока получения строительных битумов для обеспечения максимальной эффективности производства 69-70

3.3. Подбор оптимального режима работы выносного кавитационно-вихревого аппарата 70-78

4. Разработка поглотителя комплексного действия для удаления сероводорода и меркаптанов из газов 79

4.1.Исследование влияния волновых воздействии на диссоциацию водных растворов 79-86

4.2. Химизм реакции 86-87

4.3. Получение поглотителя (нейтрализатора) сероводорода 87-91

4.4. Поглощение сероводорода из газа реагентами на основе моноэтаноламина и формальдегида 91 -95

4.5. Разработка методики расчета кавитационно-вихревого абсорбера 95-102

4.6. Опытно-промышленная схема очистки газов окисления от сероводорода и меркаптанов а 2 02 j об

Выводы 107

Список использованных источников 108-117

Приложения

Введение к работе

Битум, являясь одним из наиболее известных инженерно-строительных материалов, используется широко, достаточно назвать дорожное строительство, изготовление кровельных материалов, применение в лакокрасочной и кабельной промышленности, строительство зданий и сооружений, прокладку трубопроводов, поэтому спрос на высококачественные нефтяные битумы имеет постоянную тенденцию к росту. Связано это в первую очередь с повышением требований к качеству вырабатываемых нефтебитумов и с реализацией ряда возрастающих требований, предъявляемых потребителями данного вида продукции.

На большинстве НПЗ России действуют битумные установки, использующие физически и морально устаревшие технологии, что крайне затрудняет переход нефтеперерабатывающих предприятий на производство высококачественных битумов. Весьма проблематичным в условиях недостаточности финансирования на многих предприятиях является вопрос увеличения мощности битумных установок, при сохранении существующего уровня качества, не говоря уже и о его значительном повышении. Особенно это касается такой консервативной сферы производства нефтебитумов как производство строительных битумов марок БН-70/30 и БН-90/10, широко используемых в промышленности и народном хозяйстве. При стандартном подходе для решения проблем увеличения мощности и повышения качества выпускаемой продукции требуется вложение значительных средств в реконструкцию действующих или строительство новых установок.

В настоящее время актуальным является вопрос разработки технологии производства битумов, позволяющей увеличить мощность и улучшить качество продукции на действующих битумных установках без значительных капитальных вложений.

Проводить процессы с наибольшей эффективностью и создавать компактные аппараты позволяет применение вихревого эффекта, поскольку для создания эффективного режима кавитации бывает достаточно энергии потока обрабатываемой жидкости.

Реализация современных технологий и применение аппаратов генерирующих энергию потока в волновую энергию позволяющих снизить энергоемкость процессов является актуальным, со значительным возрастанием в последнее время стоимости энергоносителей.

Цель диссертационной работы заключается в выявлении влияния волновых воздействий на процесс окисления нефтяных остатков при данном воздействии, а так же совершенствовании производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов. Основные задачи исследования

  1. Изучение влияния волновых воздействий на системы газ — жидкость.

  2. Совершенствование технологического процесса получения строительных марок нефтебитумов в аппаратах колонного типа с применением кавитационно-вихревых аппаратов.

3 Разработка конструкции аппарата, работающего на принципах
кавитационно-вихревых эффектов с целью совершенствования технологии
получения строительных битумов путем предварительного окисления
нефтяного сырья кислородом воздуха до колонны окисления.

4 Разработка технологии очистки газов окисления от сероводорода при
производстве строительных битумов.

Влияние факторов процесса окисления на свойства конечного продукта

Следует отметить, что в условиях промышленного проведения процесса определение группового углеводородного состава (качественного и количественного анализа) сырья и продуктов достаточно затруднено. В связи с этим, с практической точки зрения целесообразен учет свойств сырья по таким внешним характеристикам как условная вязкость, температура размягчения. Довольно большое количество исследований проведено именно в этом направлении.

Так, в зависимости от условной вязкости сырья С.А. Апостолов предлагает ориентировочные режимы окисления при получении нефтяных битумов определенных марок [14]. Так, например, для производства дорожных битумов марок БНД наиболее пригодно сырье с условной вязкостью 20-40 сек., или обладающее температурой размягчения 25-35С [15]. Последний параметр в работе [16] использован для создания математических моделей процесса получения дорожных и строительных битумов.

Следует отметить, что свойства конечного продукта зависят не только от характеристик сырья, но и от параметров процесса окисления: температуры, расхода воздуха, давления. При окислении сырья до битумов протекает очень много реакций, температурные коэффициенты констант скоростей которых различны. Температура неодинаково ускоряет разные процессы, поэтому получаются различные по составу и свойствам товарные битумы.

Повышение температуры реакции сопровождается приростом температуры размягчения битума в единицу времени вследствие увеличения скорости реакции. С повышением температуры увеличиваются также константы диффузии и уменьшается поверхностное натяжение, возрастают размеры пузырьков газа вследствие уменьшения вязкости жидкой фазы, преобладаю побочные реакции, не способствующие росту температуры размягчения окисленных битумов (происходят преимущественно процессы дегидрирования с образованием высокомолекулярных асфальтенов и более жестких структур). По мере повышения температуры процесса ее влияние на скорость реакции постепенно понижается.

С повышением температуры окисления расход воздуха на окисление и доля кислорода в окисленном битуме снижаются, что объясняется ростом отношения числа углерод-углеродных связей к сложноэфирным группировкам и повышением эффективности передачи кислорода. С понижением температуры процесса понижается скорость дегидрирования молекул сырья и уменьшается доля кислорода, участвующая в образовании воды, повышается содержание кислорода и сложноэфирных групп, слабых кислот и фенолов в окисленном битуме. Повышаются пенетрация, растяжимость, теплостойкость и интервал пластичности окисленных битумов.

При низких температурах окисления содержание кислот СбН5СООН в битуме по мере углубления окисления возрастает. Содержание фенолов в битуме по мере углубления окисления возрастает независимо от температуры окисления. Причем наиболее резкое возрастание наблюдается при более низкой температуре. С повышением температуры увеличивается доля кислорода, идущего на образование воды. Так, при 150С 18% прореагировавшего кислорода идет на образование воды, тогда как при 350С - до 50%. Образование же полярных групп увеличивается с понижением температуры окисления. При температурах ниже 210С эффективность передачи кислорода, при обычном режиме окисления, ухудшается, процесс становится экономически нерациональным, время окисления и расход воздуха увеличиваются. Обычно при повышении температуры скорость химических реакций увеличивается. Однако при окислении сырья в битумы зависимости скорости реакции и изменения температуры размягчения битума от температуры неодинаковы.

При низкой температуре окисления сырья преобладают реакции образования средней и тяжелой ароматики и реакции перехода масел в смолы, при этом реакции перехода смол в асфальтены незначительны. При этом смолы и ароматические соединения практически не влияют на пенетрацию. Смолы увеличивают, а ароматические соединения не влияют на температуру размягчения битумов. Смолы увеличивают вязкость и немного изменяют вязкостно-температурную зависимость, ароматические соединения не влияют ни на вязкость, ни на зависимость вязкости от температуры. Ароматические соединения и смолы увеличивают интервал пластичности и растяжимость окисленных битумов.

В существующих аппаратах колонного типа не представляется возможным окисление нефтяного сырья при температурах ниже 220С, поскольку при этом резко возрастает содержание кислорода в отходящих газах окисления и процесс автоокисления экзотермической реакции практически прекращается, сопровождаясь неуправляемым падением температуры в окислительной колонне (при условии, что температура подаваемого в окислительную колонну сырья ниже 180-200С), при этом температуру в колонне не удается повысить даже при увеличении подачи технического воздуха в колонну.

В своей работе Хафизов Ф.Ш. [21] показал, что при температуре 120 С обработанное ультразвуком сырье находится в более активном состоянии, чем исходное. Об этом свидетельствовало увеличение концентрации парамагнитных центров практически в 3 раза. На основании этого можно сделать вывод о том, что выносной газожидкостной кавитационно-вихревой аппарат (ГЖКВА), установленный на линии подачи сырья в окислительную колонну, даст необходимый толчок для развития дальнейшей реакции окисления, значительно снизив при этом не только индукционный период, при котором происходит образование свободных радикалов, активных центров и перекисных соединений, которые в дальнейшем активно участвуют в процессе окисления нефтяного сырья, но и энергию активации процесса окисления.

Состав, технические и физико-химические свойства битумов

Битумы, являясь тяжелой частью нефти, представляют собой сложную смесь высокомолекулярных углеводородов и их гетеропроизводных, содержащих кислород, серу, азот и металлы. Поэтому проблема идентификации всех составляющих битум соединений практически не разрешена. В то же время для решения многих задач оказывается достаточным определить содержание отдельных классов или групп веществ [27,28]. Молекулярная структура компонентов битума. Структуры компонентов битума имеют большое сходство. Каркас структуры молекул образуется углеродным скелетом, составляющим 80— 90% общей массы молекул. Как показано в работе [29], центральное ядро молекулы составляет полициклическая система, в состав которой входят шестичленные карбоциклические, преимущественно бензольные и отчасти циклопентановые и гетероциклические, кольца. Большая часть колец образует конденсированную полициклическую систему, в основном ароматическую. На периферии этой системы часть водорода замещена на метильные группы и короткие (С-С) разветвленные и неразветвленные алифатические цепочки. Заместители могут включать и функциональные группы.

В ряду масла - смолы - асфальтены возрастают степень цикличности, ароматичности и конденсированности углеродного скелета молекул. В ядре молекул уменьшаются доли насыщенных колец и алифатических атомов углерода, соответственно снижается содержание водорода.

Наряду со сходством имеются и различия в молекулярной структуре масел, смол и асфальтенов. Масла состоят из высокомолекулярных углеводородов, а также в случае сернистых нефтей из сероорганических соединений, близких по строению к высокомолекулярным углеводородам. Смолы и асфальтены содержат не только углерод, водород, серу, но и кислород, и азот, ванадий, никель и некоторые другие металлы. Азот концентрируется преимущественно в асфальтенах, а кислород - в смолах. Суммарное содержание гетероатомов в них достигает 10% (и более).

Молекулярная масса входящих в битум соединений колеблется в широких пределах. Причем если для смол нет существенного расхождения результатов, полученных разными исследователями, то для асфальтенов расхождения находятся в пределах 2000—300000. Как отмечает С. Р. Сергиенко, низкие значения отвечают истинной молекулярной массе, а значения выше 10000 - массе надмолекулярных "частиц, т. е. разной сложности ассоциатов молекул асфальтенов.

При переработке нефтяных остатков происходят некоторые изменения в структуре молекул. В результате термического воздействия в молекуле увеличивается доля углерода, находящегося в составе ароматических (в том числе конденсированных) структур, и снижается доля углерода, находящегося в алифатических структурах; происходит обогащение молекул углеродом и снижение молекулярной массы. Ухудшается растворимость смол и асфальтенов в органических растворителях. Примерно такие же изменения наблюдаются при окислении.

Битумы, применяемые в технике, по агрегатному состоянию делят на твердые и жидкие. Но некоторые из них занимают промежуточное положение - полужидкие или полутвердые. Нет единой физико-химической характеристики, позволяющей относить битумы к той или иной группе. Для битумов, находящихся между идеальной жидкостью и полужидким телом характеристикой может служить вязкость. А для веществ с полужидким и полутвердым состоянием значение вязкости теряет смысл, т.к. оно слишком велико. К показателям, характеризующим свойства твердых битумов, относятся пенетрация, температура размягчения, температура хрупкости и дуктильность.

Пенетрация. Пенетрация - это глубина погружения калиброванной иглы в битум под действием определенного груза в течение заданного времени и при определенной температуре. Пенетрация характеризует твердость битума и измеряется в десятых долях миллиметра.

Условия определения пенетрации по ГОСТ 11501—78 следующие: нагрузка 100 г, продолжительность действия груза 5 сек и температура 25С. Очень твердые битумы, употребляемые в кровельном деле, и асфальтены испытывают при несколько более высоких температурах под воздействием груза 150 г и в течение 10 с; дорожные битумы - при температуре 0 или 4С под воздействием груза 200 г в течение 60 с. Пенетрация - наиболее общий метод испытания, и по ее величине маркируют битумы.

Температура размягчения. Битумы, в отличие от индивидуальных веществ переходят в жидкотекучее состояние при повышении температуры постепенно и характеризуются температурой размягчения. Чаще температуру размягчения определяют по методу «Кольцо и шар» (метод КиШ).

Схема работы блока получения строительных битумов для обеспечения максимальной эффективности производства

Для получения максимального эффекта от работы газожидкостных кавитационно-вихревых аппаратов и основываясь на многолетнем опыте эксплуатации подобных аппаратов на производстве предлагается следующая схема блока получения строительных битумов рисунок 3.3.

Данная схема позволит значительно снизить потребление электроэнергии за счет исключения из схемы одного насоса (мощность электродвигателя 75 кВт ч) по откачке продукта из окислительной колонны. Обеспечит более тонкое регулирование качества получаемых продуктов за счет различного количества откачиваемых продуктов из окислительной колонны или сепаратора. Уменьшит удельное потребление воздуха, подаваемого на окисление. Снизит температуру в окислительной колонне и тем самым повысит качество вырабатываемой продукции.

Суть подбора оптимального режима работы предокислителя нефтяного сырья сводится к определению наилучшего соотношения сырьегвоздух, подаваемого в выносной ГЖКВА. А также для определения необходимых длины и диаметра трубопровода, идущего от выносного предокислителя до окислительной колонны, с целью оптимизации скорости движения газо-жидкостной фазы [120, 121, 122, 123, 124, 125].

Для осуществления подбора оптимального соотношения сырьегвоздух работа предокислителя осуществлялась на разных режимах,. работы, т.е. с разными расходами воздуха. Замеры эффективности работы выносного ГЖКВА велись, начиная с подачи 50 м3/час воздуха в предокислитель и доводя расход до 500 м /час. Эффективность работы предокислителя нефтяного сырья оценивалась по следующим параметрам: Соотношение сырье:воздух; Изменение температуры газожидкостной смеси по длине трубопровода, идущего от выносного ГЖКВА до окислительной колонны; Количество кислорода, участвующего в реакции окисления; Количество кислорода в отходящих газах окисления после сепаратора С-1; Температурный режим в окислительной колонне; Показатели качества сырья и нефтебитума (температура размягчения по КиШ, пеиетрация, дуктильность, индекс пенетрации).

Данные, полученных замеров позволяют в динамике отследить кинетику процесса окисления, происходящего в трубопроводе, поскольку трубопровод выполняет своего рода функцию трубчатого реактора окисления. В отличие от обычного трубчатого реактора в данном случае не используется рециркулят подаваемый в трубопровод и температура газожидкостной смеси практически в два раза меньше обычной, что позволяет вести процесс окисления в более «мягких» условиях. Замеры температуры производились пирометром фирмы «FLIR SYSTEMS» марки ТРТ6 Pro Plus (диапазон измерений -32ч-+600С). Погрешность измерений 0,1 С. На рисунке 3.5 представлены данные по изменению температуры в газожидкостном реакторе от количества подаваемого воздуха.

Первоначальное снижение температуры газожидкостной смеси обусловлено подачей относительно «холодного» воздуха, не превышающего 40С на входе в предокислитель. Дальнейшее повышение температуры связано с экзотермическим эффектом реакции окисления, нефтяного сырья, протекающего в трубопроводе по мере следования газожидкостной смеси от предокислителя до окислительной колонны.

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод о том, что при понижении количества подаваемого в предокислитель воздуха ниже определенного критического значения, которое обусловлено соотношением сырье:воздух, угол наклона кривой становится более пологим. Этот эффект так же можно наблюдать при значениях количества подаваемого воздуха выше критических значений.

В первом случае этот эффект можно объяснить тем, что основная часть кислорода, содержащаяся в подаваемом воздухе расходуется в ходе прохождения газожидкостной смеси по трубопроводу. И в конце трубопровода-реактора содержание кислорода в смеси становится достаточно низким, что обуславливает снижение эффективности протекания процессов окисления и как следствие более медленный подъем температуры.

Во втором случае при казалось бы достаточном содержании кислорода в газожидкостной смеси начинает проявляться так называемый «снарядный» режим работы трубопровода-реактора. При этом режиме работы содержание газовой фазы настолько велико, что пузырьки воздуха легко коалесцируются, объединяясь в большие пузыри, при этом резко снижая площадь контакта фаз. Проявление данного явления можно определить по характерным резким и звонким стукам (особенно наблюдающимся на запорной арматуре перед входом в окислительную колонну). Данное явление характеризуется также повышенной вибрацией трубопровода, что в дальнейшем может привести к его разрушению.

Основной целью проводимых промышленных испытаний явилось определение критических значений соотношения сырье : воздух, при которых процессы окисления нефтяного сырья при движении газожидкостной смеси по трубопроводу-реактору протекают в наиболее оптимальном режиме.

Анализируя полученные данные можно сделать вывод о том, что наиболее оптимальным режимом работы кавитационно-вихревого газожидкостного аппарата является соотношение сырье/воздух равное 1/10-И2. При данном соотношении наблюдается максимальное использование подаваемого воздуха при максимальном выделении тепла за счет протекания экзотермической реакции. Дальнейшее повышение расхода воздуха является экономически невыгодным и нецелесообразным с технологической точки зрения, поскольку с ростом количества подаваемого воздуха его потребление в реакции окисления снижается. Количество израсходованного кислорода определялось исходя из того, что экзотермический эффект процесса окисления нефтяного сырья составляет в среднем 8700 кДж/кг прореагировавшего кислорода. Тепловой эффект реакции окисления составляет 8,4 кДж/кг при повышении температуры размягчения сырья на 1С [2].

Получение поглотителя (нейтрализатора) сероводорода

Используемый нами поглотитель получали взаимодействием формальдегида (37%-ный водный раствор) и моноэтаноламина в присутствии гидроокиси натрия (0,05% масс). Реактивы имели квалификацию «технический».

В стеклянный реактор с водяной рубашкой загружали 150ммоль формальдегида (37%-ный р-р) с катализатором и при постоянном перемешивании из капельной воронки в реактор в течение 1 часа прикапывали 450 ммоль моноэтаноламина. Синтез осуществляли при температуре 20-40С в течение 10 часов. Полученный 70%-ный водный раствор поглотителя использовали для очистки газов от сероводорода и меркаптанов.

Процесс очистки газов от сероводорода и меркаптанов проводили путем барботирования очищаемого газа через 70%-ный водный раствор полученного средства при температуре 20-40С, атмосферном или повышенном давлениях, скорости подачи газа 10-200 ч"1. В опытах достигается снижение концентрации сероводорода с 100 до 5 мг/л. Другие кислые газы (СОг, HCN, SO2) с полученным поглотителем в реакцию не вступают, что позволяет снизить расход реагента.

С целью интенсификации процесса синтеза поглотителя нами предложен новый способ получения поглотителя на основе реакции формальдегида (параформа) с моноэтаноламином. Суть способа заключается в следующем: смесь формальдегида и моноэтаноламина в течение 0,5-1,0 часа подвергается воздействию ультразвука. Полученное средство в виде 70%-ного водного раствора используется для нейтрализации сероводорода.

Полученное с ультразвуком средство обеспечивает более высокую абсорбционную емкость по сероводороду и меркаптанам, а также высокую степень очистки газов от H2S и меркаптанов, оставаясь инертным по отношению к углекислому газу.

Предложенный выше способ увеличивает производительность очистки. По предварительным данным данный способ приготовления нейтрализатора обеспечивает рост емкости по сероводороду в 2 раза по сравнению с известными [45]. Задачей настоящего исследования являются упрощение способа получения нейтрализатора и повышение его абсорбционной емкости по H2S. Это достигается тем, что в качестве нейтрализатора сероводорода используется средство, полученное ультразвуковым (УЗ) воздействием на смесь формальдегида (параформа) и моноэтаноламина (70%-ный водный раствор) в присутствии катализатора в количестве 0.01 % масс, а течение 0.5 -1.0 часа. В качестве источника ультразвука использовали ультразвуковые диспергаторы УЗДН-А и УЗДН-2Т. Процесс проводят в интервале частот УЗ 21.5 - 22 КГц и температуре 20-100 С. Полученный водный раствор средства используют без дальнейшей обработки. Процесс очистки газов от сероводорода и меркаптанов проводится путем барботирования очищаемого газа через 70 %-ный водный раствор полученного средства при температурах 0—100 С, атмосферном или повышенном давлениях, скорости подачи газа 20 — 200 ч"1. В результате процесса очистки газов достигается снижение концентрации H2S до 0.5 - 1.5 мг/м , снижение коцентрации меркаптанов до величины не выше 2 мг/м , при этом концентрация углекислого газа не снижается.

Сравнительная оценка действия разработанного нами поглотителя сероводорода, экономическая целесообразность использования в качестве исходного сырья того или иного амина, и главное, его доступность определили на настоящий период выбор и разработку технологии получения поглатителя сероводорода на основе моноэтаноламина. Что же касается последнего требования фирмы «Магкобар» к нейтрализаторам- доступность и экологичность- достаточно отметить, что исходное сырье доступно и относительно не дорого. Так, моноэтаноламин и формалин продукт крупнотоннажного производства.

Поглощение сероводорода в газе разработанные нами реагентом протекает практически мгновенно. Для выбора оптимального состава нейтрализатора исследовали на модельной системе «H2S+ бытовой газ» влияние на процесс нейтрализации соотношения моноэтаноламина: формальдегид, температуры, скорости газового потока и т.д.

Предварительно был рассмотрен ряд поглотительных составов на базе различных аминов, в которых последние входили в состав композиций, а не являлись просто адсорбентами кислых газов. На основании полученных данных по эффективности действия в качестве наиболее перспективной композиции был признан (с учетом доступности исходного амина и практической ценности продукта, образующегося в процессе нейтрализации сероводорода) состав на основе моноэтаноламина.

Очистка попутного газа от сероводорода позволила бы не только избавиться от высокотоксичного и коррозионно активного соединения, но и получить топливный газ. Используемые же в настоящее время процессы не позволяют достичь требуемой глубины очистки и, к тому же, крайне ограничены в своих решениях- на факел или получение серы.

Нами предлагается относительно простая технология, при которой очистка газа сочетается с получением товарного продукта. При таком подходе могут быть получены помимо топливного газа бактерициды нефти (для профилактики заражения ее сульфатвосстанавливающими бактериями), сорбенты тяжелых металлов для очистки промышленных стоков и т.д.

Таким образом нами предлагается новый тип реагентов на основе моноэтаноламина и формалина, который после обработки (поглощение сероводорода) может использоваться как биоцид. Разработанный нами поглотитель H2S не только сравним по действию с импортным реагентом фирмы «Эксон», но и превосходит по абсорбционной емкости, к тому же он ингибирует коррозию нефтепромыслового оборудования, активен относительно меркаптанов, является бактерицидом пролонгированного действия, снижает сероводородную эрозию цементного камня.

Предлагаемый способ очистки газа включает многократное взаимодействие под действием вихревого эффекта жидкой фазы с тангенциально движущимся газовым потоком [127, 128]. Причем первоначально взаимодействие осуществляют в пенном режиме. При этом жидкую фазу подвергают сжатию в газожидкостном диспергаторе, по выходе из которого последняя, соударяясь о кавитатор-рассекатель, взаимодействует с тангенциально движущимся газовым потоком с последующим многократным взаимодействием обоих потоков в газожидкостном режиме в вихревой камере. Кавитационно-вихревой абсорбционный аппарат для очистки газа включает корпус, тангенциальный патрубок для ввода очищаемого газа, патрубки для подачи жидкой фазы, шнек, расположенный в корпусе с образованием вихревой камеры, выносную кавитационно-вихревую камеру на входе в корпус, в которой расположен газожидкостной диспергатор с соплом и кавитатор- рассекатель, для обеспечения взаимодействия жидкой фазы с газовым потоком в пенном режиме [129, 130].

Похожие диссертации на Совершенствование технологии производства окисленных битумов с использованием кавитационно-вихревых эффектов