Инновационные технологии в области химии и биотехнологии (стр. 20 )

Таблица 1 – Результаты исследований

Среда	aa	ba	ak	bk	iкорр, А/м2	Кm, г/м2×ч	П, мм/год
Котловая вода	0,171	0,031	0,005	-0,033	0,0269	0,0312	0,0312

Таким образом, потенциостатический метод позволяет получить наиболее полную поляризационную характеристику анодного растворения металлов и сплавов.

Список литературы:

1  Основы коррозии металлов: учеб. пособие. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2011. – 256 с.

УДК 541.128.13

, ,

ПРЕВРАЩЕНИЕ ОДНОУГЛЕРОДНЫХ МОЛЕКУЛ НА БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОКАТАЛИЗАТОРАХ

Университет имени К. Жубанова, Республика Казахстан, г. Актобе

Е-mail: [e-mail]

Потребление ископаемого углеродсодержащего сырья в последние годы быстро возрастает. Значительная часть его используется для получения энергии и лишь небольшая доля – как сырье для синтеза химических продуктов.

По оценкам специалистов, в течение ближайших десятилетий в мире сложится положение, когда половина существующих запасов нефти будет израсходована и ожидаемая добыча вступит в противоречие с растущим спросом на нефть. Согласно многочисленным прогнозам российских и зарубежных аналитиков, в ближайшие 10-20 лет ситуация существенно изменится в пользу приоритетного спроса на газ. Поэтому широкое использование газа в областях, ориентированных на потребление нефтепродуктов, становится важной программой мировой экономики, что, несомненно, важно и для Казахстана.

Диоксид углерода легкодоступен и широко распространен. Количество СО2, присутствующего в атмосферном и гидросферном видах, оценивается в 1014 тонн [1,2].

Невосполнимость природных углеросодержащих ресурсов приводит к необходимости поиска других сырьевых источников и создания эффективных путей их переработки. Диоксид углерода является наиболее дешевым и доступным источником углерода для использования его в лабораторных и промышленных синтезах.

Исследования в этой области привели к появлению нового направления – химия одноуглеродных молекул, включающей в основном синтезы с участием СО, СН4, СО2. Новое направление выросло в крупномасштабную область науки с исключительно широким полем фундаментальных и прикладных задач.

Необходимо отметить, что СО2 и метан являются парниковыми газами, поэтому снижение выбросов СО2 и СН4 может сыграть огромную роль в решении проблем охраны окружающей среды.

Создание химических процессов на основе одноуглеродных молекул – наиболее реальный путь преодоления жесткой зависимости химической промышленности от нефтяного сырья. В связи с этим во многих странах (Япония, Китай, Россия, Италия и др.) интенсифицируются исследования в области синтеза углеводородов, органических кислородсодержащих соединений из С1 – молекул с целью усовершенствования существующих и создания принципиально новых катализаторов и процессов, позволяющих с высокой селективностью получать кислородсодержащие и другие соединения.

В последние 10-15 лет в связи с уменьшением запасов нефти в мире развиваются исследования по направленной переработке одноуглеродных газов с целью создания на их основе новых процессов замены нефти в производстве высококачественных искусственных аналогов бензинов, авиакеросинов, кислородсодержащих соединении (диметиловый эфир, спирты и др.). Этот процесс получил название «газ в жидкость» (ГВЖ). Еще одной экономической эффективной движущей силой на пути создания отрасли «газ в жидкость» является введение штрафов на выбросы диоксида углерода [3].

Основным источником метана является природный газ, который в Казахстане, как и в других странах в основном используется как топливо. Тогда как СО СО2 и СН4 могут перерабатываться каталитическим путем в промышленно-важные вещества, такие как синтез-газ, спирты, альдегиды, кислоты и др., являющиеся сырьем для нефтехимической, полимерной, фармацевтической и других отраслей промышленности. Перечисленные выше органические соединения в Казахстане не производятся.

В связи с вышеизложенным, задачи, поставленные в исследовательской работе актуальны как с точки зрения экологии, так и решения проблем «газ в жидкость» с получением продуктов нефтехимического синтеза из СО, СО2 и метана.

Список литературы:

1  Speight J. G. Hydrocarbon processing: переработка газа //Нефтегaзовые технологии, 2009.- №5. С. -71.

2  Behr A. Verwerndung von kohlendioxide bei technichorganischen syntnesen //Chen. Ing. Techn. – 1985. –Vol. 57, №11. –P. 893-903.

3  Chena Н., Adesina A. A. Improved alkene selectivity in carbon monoxide hydrogenation over silica supported cobalt-molybdenum catalyst //Appl. Catal. A: General.- 1994.-Vol. 112, №2.- P. 87-103.

УДК:

,

Полициклические ароматические углеводороды и сульфоксиды - как ценные продукты окислительно-экстракционной очистки дизельного топлива

ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ»,г. Уфа

E-mail: [e-mail]

Окислительно-экстракционная технология очистки дизельного топлива, которую реально реализовать на тяжелом низкокачественном сырье при небольшой производительности, может представлять особый интерес. Снижение содержания ПЦА (или ПАУ) и серы в топливах до требуемого уровня может быть достигнуто экстракцией селективными растворителями. Такая технология также интересна тем, что помимо основного продукта (компонента товарного дизельного топлива соответствующего требованиям регламента) мы получаем ценный побочный продукт – концентрат полициклических ароматических углеводородов и сульфоксидов.

ПАУ преимущественно применяются для изготовления сравнительно небольшого числа мономеров, используемых в производстве многотоннажных полимерных материалов, пластификаторов, синтетических волокон. Применение 1 тонны синтетических материалов на основе ароматических углеводородов более выгодно, чем использование других полимеров (и компаундов на их основе) и позволяет заменять значительные количества цветных и черных металлов.

Продукты гидрирования ПАУ сочетают высокую теплотворную способность и достаточно высокую плотность, что делает их перспективным топливом для сверхзвуковой авиации. Наконец, их алкилпроизводные имеют высокую температуру кипения и сравнительно низкую температуру плавления, что делает их потенциальными высокотемпературными теплоносителями, а их производные – пластификаторами и специфическими ПАВами [1].

В случае предварительного каталитического окисления сероорганических соединений в составе керосино-газойлевых фракций водным раствором пероксида водорода из органических сульфидов можно получить сульфоксиды и сульфоны. Показано [2], что с помощью нефтяных сульфоксидов целесообразно проводить экстракцию золота и платиновой группы металлов из руд. Сульфоксиды – полярные растворители, используемые в фармацевтической технологии для изготовления лекарственных препаратов. В настоящее время трудно найти другое столь простое вещество, которое используется в разнообразных и далеких друг от друга областях. Диметилсульфоксид стал почти непременным растворителем в лабораториях неорганической и органической химии. Он широко применяется специалистами, работающими в области теории растворов, а также биологами и медиками. Результаты имеющихся достижений в области производства сульфоксидов из нефтяного сырья обобщены в работе [3].

Список литературы:

1  , Харлампович и использование ароматических углеводородов. – Москва, 1980. – с. 48 – 49.

2  и др. Получение концентрата сульфонов из нефтяного сырья. В сб. «Новые процессы органического синтеза». Под ред. проф. – М.: Химия. – 1989. – с. 331-332.

3  , , Меджибовский концентратов сероорганических соединений из нефтяного сырья: Учебно-методическое пособие. – Москва, 2002. – 107 с.

УДК 678.745.2

, ,

Синтез ингибиторов коррозии

для защиты трубопроводов системы нефтесбора и утилизации сточной воды

ГАНУ «Институт прикладных исследований Републики Башкортостан»,
г. Стерлитамак

Е-mail: *****@***ru

Взаимодействием 5-метил-триэтилентетрамина (метил-ТЭТА) с олеиновой кислотой при температуре сначала 120-140°С, затем при 248-250°С был получен имидазолин (1), который с нитрилом акриловой кислотой (НАК) легко реагирует при 55-60°С в мольном соотношении имидазолин : НАК = 1 :
1-3 давая цианоэтильные производные (2-4):

где R=C17H33, R1=CH2CH2CN; R2=R3=H (2); R1=R3=CH2CH2CN (3); R1=R2=R3=CH2CH2CN (4).

Метил-ТЭТА (5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан) получают реакцией этилендиамина с 1,2-дихлорпропаном [1]. Соединения (2-4) были испытаны в качестве ингибиторов коррозии для защиты трубопроводов системы нефтесбора и утилизации сточной воды с дозировкой 20-25 мг/л ингибитора. Образцы проб системы нефтесбора и сточных вод были отобраны в НГДУ «Арланнефть».

Таблица 1 - Защитный эффект ингибитора (соединение 2)

Нефте-промысла	Контр. ск. корр., г/м2·час	Дозировка, мг/л	Ск. корр. с ингибитором, г/м2·час	Защитный эффект, %
1	0,85	23,5	0,0822	90
2	0,7	22,3	0,0837	88
3	0,7	20,0	0,0845	87
4	0,4	25,0	0,0277	93
5	0,4	23,0	0,0345	91
6	0,8	24,0	0,064	92

Таблица 2 - Защитный эффект ингибитора (соединения 3)

Нефте- парки	Контр. ск. корр., г/м2·час	Дозировка, мг/л	Ск. корр. с ингибитором, г/м2·час	Защитный эффект, %
Ташкиново	0,85	20-22	0,0851	90
Шушнур	0,42	20-25	0,0462	89
Саузбаш	0,51	25-27	0,0357	93
Ашит	0,7	20-25	0,0563	92

Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2. Хороший эффект при применении ингибитора (соединение 2) получен в период паводка (табл. 1), когда содержание растворенного кислорода в сточных водах достигло 0,6 мг/л. В этих условиях ингибитор (соединение 2) применяемый с дозировкой 25-30 мг/л обеспечил защиту системы утилизации сточных вод нефтепарков Ташкиново, Шушнур и Ашит не менее 87%. Наиболее эффективными ингибиторами коррозии для защиты трубопроводов систем нефтесбора и утилизации сточных вод НГДУ «Арланнефть» (табл. 2) является соединения (2-4) при дозировке 20-25 мг/л, которые дают защитный эффект 87-92%.

Рис. 1. Принципиальная схема получения ингибитора коррозии.

1-реактор; 2-перемешивающее устройство; 3-холодильник; 4-емкость.

На рис. 1 показана принципиальная схема получения имидазолина. В реактор 1 с перемешивающим устройством загружают полиамин, олеиновую кислоту и перемешивают вначале при температуре 120-140°С в течение 1 ч, а затем при 248-250°С в течение 3 ч Цианэтилирование НАК проходит гладко при 55-60°С течение 1-3 ч. Одновременно проводят отгонку воды с легкокипящими примесями и сбор ее для повторного использования.

В период паводка рекомендуется применять для защиты системы утилизации сточных вод соединения (2-4) с дозировкой 25-30 г/м3 сточной воды при содержании в ней растворенного кислорода более 0,1 мг/л.

Список литературы:

1  Загидуллин амины. Ациклические ди - и полиамины, Уфа, издательство «Гилем». 2011. Т.2. С. 71-72.

УДК 665.644.26

,

ПОВЫШЕНИЕ ГЛУБИНЫ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ МЕТОДОМ ГИДРОКРЕКИНГА

ГБОУ ВПО Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет

E-mail: *****@***ru

В мировой нефтепереработке наблюдается тенденция к непрерывному утяжелению перерабатываемого сырья, что требует дополнительных технических мероприятий с целью увеличения выхода светлых фракций и повышения качества продуктов. Это связано с повышенным содержанием серы, смолисто-асфальтеновых веществ и других гетероатомных соединений в тяжелых нефтяных остатках.

Перспективным процессом нефтепереработки, позволяющим увеличить глубину переработки нефти и повышающим выход продуктов с хорошим качеством является гидрокрекинг. Промышленный процесс гидрокрекинга позволяет переработать широкий перечень сырья, включая тяжелые нефтяные остатки с высоким массовым содержанием серы. Наиболее широко в промышленности в качестве сырья применяют вакуумный газойль.

В качестве примера можно привести данные о работе одной из установок гидрокрекинга ведущего нефтеперерабатывающего завода России, предназначенной для максимального производства дизельного или реактивного топлива в зависимости от конъюнктуры рынка.

Сырьем процесса является вакуумный газойль с концом кипения 520°С с массовой долей серы и азота не более 3,9% и 0,15% соответственно.

Для переработки данного сырья применяется одноступенчатый процесс гидрокрекинга в пятислойных реакторах в среде водорода на алюмоникельмолибденовом катализаторе при температуре 395°С - 415°С и давлении 11,5 мПа.

Наиболее ценными продуктами процесса являются:

- фракция дизельного топлива, имеющая массовую долю серы не более 0,003%, практически не содержащая ароматических углеводородов, являющаяся основным компонентом для производства товарных дизельных топлив всех марок (выход на сырье при работе на дизельное топливо – 33% масс.);

- фракция авиационного керосина с содержанием серы не более 0,003% и большой высотой некоптящего пламени, являющаяся ценным компонентом для производства товарного реактивного топлива (выход на сырье при работе на керосин– 30% масс.);

- бензиновая фракция, в силу технологического процесса получающаяся с низким содержанием серы, но с невысоким октановым числом (выход на сырье – 32% масс.). Для рационального использования данной фракции ее отправляют в качестве сырья на процесс риформинга.

Образующиеся углеводородные газы после удаление примесей сероводорода применяются в качестве сырья на установке получения водорода.

Рециркулят гидрокрекинга (остаток) используется как компонент сырья на установке каталитического крекинга.

Таким образом, гидрокрекинг - наиболее значимый процесс в модернизации нефтеперерабатывающих заводов, решающий проблему глубокой переработки тяжелого сырья с получением широкого ассортимента качественных продуктов в соответствии с современными требованиями и потребностями рынка. Развитию процесса способствует все возрастающая добыча сернистых и высокосернистых нефтей. В ближайшем будущем следует ожидать дальнейшего роста количества установок гидрокрекинга в отечественной нефтепереработке, что обеспечит повышение эффективности использования нефти.

УДК: 535.6+535(075.8)

K.I. Podyacheva, S.V. Dezortsev, M.Yu. Dolomatov

About bonds between magnetic description of n-alkanes

and their critical parameters

SUE «Institute of Petroleum Refining and Petrochemistry, Ufa

Ufa state academy of economics and service, Ufa, Russia

E-mail: *****@***ru, *****@***com

Methods of mathematical simulation are increasingly spread in chemical technology, gradually ousting physical and chemical experiment. Considerable quantity of experimental data about physical-chemical properties (PCP) of individual hydrocarbons make it possible to model different technological processes about refining and petrochemistry employing modern additively-prop method and program product, like Hysys or Pro II, with sufficient effectiveness.

There are many disadvantages in this widespread method:

-PCP are calculated for simple systems,

-there is no explanation bond between different PCP for individual chemical compound or for difficult multi-component systems with unknown compound.

Thermo-physical properties of hydrocarbon systems are known very well. Much less attention is paid to their electro-magnetic properties. Relations between quantity of paramagnetic centers in multy-component organic systems of oil and petroleum product with such PCP like coking, energy of activation of viscous flow, and coloring behaviour in seed range of electromagnetic emission, were exposed in F. G. Unger`s and M. Yu. Dolomatov`s works and in many other works. Taking into account, that method of electronic absorptive spectroscopy found on interaction learning matter and electromagnetic radiation in specific range wave length, the relations between electromagnetic and other PCPs can be supposed. Accurate correlation between electronic description and the PCP of n-alkenes like molecular weight, temperature of ebullition, density and so on was found [5].

The aim of this work is development of the assessment method and prediction PCP of hydrocarbons and materials on their basis. The task is to expose interconnection character between fundamental physical-chemical and magnetic properties of n-alkenes.

References [6-8] were used in this work. After their analysis we can make a conclusion that methane is an exception from general series. Thus, it is necessary to investigate interconnection between basic physical-chemistry and magnetic properties of n-alkanes homologue C2-C10.

Examination of bond critical parameters between n-alkanes C2-C10 and its SMR shows that critical temperature is connected with magnetic properties of empirical exponential dependence Tcr=8·107·e-14,067·x with correlation coefficient R=0,99.

Critical pressure has logarithmic type of dependence from SMR: Pcr=494,45·Ln(x)+107,97 with correlation coefficient R=0,99.

Classical theory explains the heat properties of specific magnetic susceptibility on the basic statistical consideration of system parts (atoms, molecules or ions) having magnetic dipole moment and slightly relating with each other. Heat movement of particles is considered to prevents orientation of magnetic moment on the area.[9].

The conclusion based on dependence is that magnetic properties of n-alkanes have character of bond with critical properties like electronic characteristics.[10] The resulted character of relation between critical and magnetic properties of n-alkanes C2-C10 and result of previous work [1,5,10] allow to suppose the collective character of interaction of electrons in the substance.

So, analysis of bonds between different PCP of hydrocarbons reveals the cause of result equipment deviation in place with mathematical models based on straight measuring in laboratory or industrial term.

References:

1  F. G. Unger, L. N. Andreeva. Fundamental aspects of chemistry of oil. Nature of resins and asphaltenes. - Novosibirsk: Science, 1995. – 192 p.

2  M. Yu. Dolomatov, L. A. Dolomatova, V. V. Kartashova, G. R. Mykaeva and others. Analysis hydrocarbon systems and produce its treatment with method electronic spectroscopy on basic of correlation spectrum-properties //Materials of the 1-st international forum «Analitic and analysts» Voroneh, the 2-6 of June, 2003y. – 25 p.

3  G. U. Yarmuhametova. Development and use of method of appraisal physical-chemical property of oil and high-boiling fractions on color characteristics. – Abstr. Of Cand. Tekn. Scien. Diss. – Ufa: USPTU– 24 p.

4  M. Yu. Dolomatov. Chemical physics of multicomponent organic system. Part 1. Physical-chemical theory of difficult organic and petrochemical systems. – Ufa: UPPH AS RB, DTR, 2000. – 124 p.

5  S. V. Dezorsev, M. Yu. Dolomatov, A. R. Habirova. About connection of the first ionization potential of n-alkanes with their physical-chemical properties //Bashkirskii chimicheskii journal. – 2011. – T.18, №1. – P. 83-85.

6  Physical-chemical properties of individual hydrocarbons /Under the editorial staff of professor V. M. Tatevsky/ - M.: Gostoptehizdat, 1960. – 412 p.

7  S. A. Ahmetov, A. R. Gaisina. Modelling and engineering account of physical-chemical properties of hydrocarbon systems: studies, manual. – SPb.: Subsoil, 2010. – 128 p.

8  U. V. Ergin, K. S. Yarullin. Magnetic properties of oil. – M.: Scientist. – 19p.

9  V. M. Yavorsky, A. A. Detlaf. Reference book of physics for engineers and students of IHE. – M.: Science, 1968. – 940 p.

10  S. V. Dezortsev, M. Yu. Dolomatov, S. A. Shutkova, D. O. Shulyakovskaya. The Connection Between Electronic Structure and Physical-Chemical Properties of n-alkanes (Report I) // XVIII International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia, Samara, Russian Federation, October 3-7, 2011, Vol. 1, p. 71-73.

УДК:

, ,

выход продуктов деасфальтизации гудрона в зависимости от физико-химических свойств н-алканов

ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ»,г. Уфа

Уфимская государственная академия экономики и сервиса, г. Уфа

E-mail: *****@***ru, *****@***com

Для углубления переработки нефти необходимо в разы снизить содержание металлов, серы и коксообразующих веществ в составе ее тяжелых остатков. Одним из возможных решений в промышленном масштабе является хорошо известный процесс деасфальтизации гудрона (или нефти) легкими углеводородными растворителями. Однако, имеющиеся варианты пропановой и пропан-бутановой деасфальтизации отличаются низкими выходами деасфальтизата и высокими давлениями в процессе эксплуатации (до 35-40 ати). В связи с этим становится актуальным возврат к процессам деасфальтизации гудрона легким бензином (Добен), который эффективно снижает содержание металлов и коксообразующих веществ. Преимуществом является более высокий выход деасфальтизата по сравнению с пропановым и бутановым вариантами и более низкие давления в реакторе.

Целью работы является изучение материального баланса процесса деасфальтизации гудрона н-алканами бензиновой фракции в лабораторных условиях (температура 200С, давление атмосферное) в зависимости от физико-химических свойств растворителя.

В качестве объекта исследования выбран прямогонный гудрон западно-сибирской нефти, являющийся сырьем установки висбрекинга (Ткип>400 0С). Выделение асфальто-смолистых веществ (АСВ) выполнено по способу Гольде. Для осаждения АСВ использовали бензол, н-пентан, н-гексан, н-гептан и петролейный эфир фракции 40-700С. Чистота всех растворителей не ниже квалификации ч. д.а. Бензольный раствор гудрона перед осаждением подвергали фильтрованию через обеззоленный бумажный фильтр.