Инновационные технологии в области химии и биотехнологии (стр. 21 )

Рисунок 1 - Зависимость выхода АСВ и деасфальтизата от плотности растворителя

Рисунок 2 - Зависимость выхода АСВ и деасфальтизата от коэффициента преломления растворителя

Результаты экспериментов приведены на диаграммах (рис. 1 и 2). Корреляционные зависимости выхода АСВ и деасфальтизата от средней числовой молекулярной массы и нормальной температуры кипения н-алканов С5-С7 адекватно описываются линейными зависимостями вида y=a·x+b с коэффициентом корреляции R=0,93 и 0,96. Коэффициенты полученных эмпирических зависимостей приведены в таблице.

Таблица – Коэффициенты эмпирических зависимостей связи выхода продуктов деасфальтизации и параметров растворителя

Продукт	Уравнение вида y=a·x+b
Плотность растворителя, г/см3	Коэффициент преломления растворителя
a, (г/см3)-1	b, % масс.	Коэффициент корреляции	a	b, % масс.	Коэффициент корреляции
АСВ	-48	39,38	~0,93	-98,02	142,6	0,96
Деасфальтизат	48	60,61	~0,93	98,02	-42,68	0,96

Таким образом, в процессе деасфальтизации выход асфальто-смолистого остатка и деасфальтизата линейно зависит от физико-химических свойств н-алканов, входящих в состав бензиновых фракций. Полученные результаты способствуют уточнению математической модели процесса. Коэффициенты a при соответствующем физико-химическом параметре в случае АСВ и деасфальтизата имеют одинаковые абсолютные значения.

УДК: 665.733:543.6

, ,

О связи критических параметров н-алканов и алкил-ароматических углеводородов с удельной магнитной восприимчивостью

ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ», г. Уфа

Уфимская государственная академия экономики и сервиса, г. Уфа

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

Одной из основных проблем моделирования физико-химических свойств (ФХС) углеводородных систем является различие свойств между углеводородами разных групп (разных гомологических рядов) с одинаковым числом атомов углерода, например, в ряду н-гексан – изо-гексан – циклогексан – гексен – бензол. При этом наиболее резко различаются свойства н-алканов и ароматических углеводородов. , и показана возможность моделирования ФХС н-алканов на основе корреляций с их удельной магнитной восприимчивостью (УМВ).

Целью данной работы является сравнение зависимостей критических температур и давлений от УМВ в рядах н-алканов и алкил-ароматических углеводородов (бензол-толуол-этилбензол и т. д.). Для н-алканов рассматривались изменения в ряду гомологов С2-С10. Данные по фактическим значениям УМВ и ФХС для соответствующих углеводородов взяты из справочной литературы.

Рисунок 1 - Зависимость критической температуры от УМВ для
н-алканов С2-С10

Зависимость критической температуры от УМВ для н-алканов (рис. 1) имеет экспоненциальный характер Ткр=8·107·e-14,067·χ с коэффициентом корреляции R=0,99. С уменьшением длины углеводородной цепочки УМВ увеличивается, а критическая температура уменьшается.

Подобная зависимость для ароматических углеводородов при увеличении длины алифатического заместителя (рис. 2) описывается полиномом второй степени: Тк =-0,0534·χ2 + 9,9967·χ - 99,957 с коэффициентом корреляции R=0,99. Чем выше намагниченность – тем выше критическая температура.

Рисунок 2 - Зависимость критической температуры от УМВ для алкил-ароматических углеводородов С6-С9

Для критических давлений н-алканов и ароматических углеводородов различия имеют обратный характер (рис. 3 и 4).

Рисунок 3 - Зависимость критического давления от УМВ для н-алканов С2-С10

Для н-алканов характерен квадратичный полиномиальный тип зависимости критического давления от УМВ Pкр=-3246,2·χ2+6188,6·χ-2887,1 с коэффициентом корреляции R=0,99 (рис. 3).

Для алкил-ароматических углеводородов (рис. 4) данная зависимость наилучшим образом описывается квадратичным полиномом Ркр = 0,0009·χ2 - 0,1699·χ + 11,679 с коэффициентом корреляции R~1,0. Для сравнения, в случае описания экспонентой эмпирическое уравнение для того же ряда будет иметь вид Ркр=7,5456·e-0,0085·χ с коэффициентом корреляции R=0,97. В целом, для алкил-ароматических углеводородов характерно понижение критического давления при повышении намагниченности.

Из полученных диаграмм можно сделать вывод о том, что делокализация электронов π-связей в ароматическом кольце оказывает значительное влияние на ФХС углеводородов в гомологическом ряду алкилбензолов, в частности их критические температуры и давления.

Рисунок 4 - Зависимость критического давления от УМВ для алкил-ароматических углеводородов С6-С9

УДК 665.666.2

, 1, 1

Изменение химического состава и свойств рафината селективной очистки при депарафинизации

Самарский государственный технический университет, г. Самара,

1Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке, г. Новокуйбышевск,

Е-mail: *****@***ru

В данной работе была проведена депарафинизация рафината селективной очистки, полученного из средневязкого масляного дистиллята сернистых нефтей.

Депарафинизация проводилась с применением смеси растворителей – метилэтилкетона (МЭК) и толуола. Состав растворителя МЭК : толуол = 1 : 1 (об.). Соотношение растворитель: сырье = 3 : 1 (мас.), (в т. ч. на холодную промывку 0.5 : 1 (мас.)), первоначальная термообработка проводилась при 55 оС, температура конечного охлаждения составляла минус 25 оС, скорость охлаждения составляла 2 оС в минуту.

Физико-химические свойства рафината и депарафинированного масла анализировались по стандартным методикам [1]. Определение общего содержания серы проводилось с помощью рентгенофлюоресцентного анализатора Shimadzu EDX800HS. Структурно-групповой состав определялся по методу n-d-М [2], групповой углеводородный состав по методике СвНИИНП. Характеристика рафината и депарафинированного масла представлена в таблице.

В результате депарафинизации, из - за удаления высокозастывающих углеводородов, у рафината несколько увеличилась плотность, незначительно снизилась вязкость, увеличился показатель преломления, содержание серы увеличилось с 0,835 до 0,941 % мас.

При сопоставлении группового углеводородного состава рафината и депарафинированного масла установлено, что в депарафинированном масле снизилось содержание парафино-нафтеновых с 77,9 до 75,9 % мас., легких ароматических с 3,4 до 2,5 % мас. Снижение суммы высокоиндексных компонентов с 81,3 до 78,4 % мас. приводит к уменьшению индекса вязкости со 116 до 94. Содержание средних и тяжелых ароматических углеводородов увеличилось на 2,4 и 1,2 % мас. соответственно. При депарафинизации, вместе с высокомолекулярными твердыми углеводородами удаляется часть смолистых веществ, о чем свидетельствует снижение их содержания с 1,1 до 0,4 % мас. и улучшение цвета на 0,5 ед. ЦНТ.

Сопоставляя результаты анализа по методу n-d-M, установлено, что у депарафинированного масла, по сравнению с рафинатом, несколько снизилось содержание углерода в парафиновых структурах с 62,30 до 61,16 % и увеличилось в нафтеновых структурах с 33,51 до 35,35 %, что закономерно и согласуется с общими представлениями о процессе депарафинизации.

Таблица - Характеристика рафината и депарафинированного масла

Наименование показателя	Рафинат	Деп. масло
Плотность, г/см3	0,870	0,876
Вязкость при 100 оС, мм2/с	4,3	4,13
Индекс вязкости	116	94
Показатель преломления при 50 оС	1,4665	1,4704
Содержание серы, % мас.	0,835	0,941
Температура застывания, оС	23	-16
Цвет, ед. ЦНТ	2,0	1,5
Групповой углеводородный состав, содержание групп углеводородов, % мас.
парафино-нафтеновые	77,9	75,9
ароматические	21,0	23,7
- легкие (=1,4900-1,5100)	3,4	2,5
- средние (=1,5100-1,5300)	8,4	10,8
- тяжелые (> 1,5300)	9,2	10,4
смолистые соединения	1,1	0,4
Структурно-групповой состав по n-d-М. Количество углерода в молекулах, %
в ароматических структурах (CA)	4,19	3,49
в нафтеновых кольцах (CH)	33,51	35,35
в парафиновых структурах (CП)	62,30	61,16
среднее число колец
ароматических (КА)	0,21	0,16
нафтеновых (КН)	1,66	1,90
общее число колец	1,87	2,06

Показано, что циклическая часть средней гипотетической молекулы рафината и депарафинированного масла представлена гибридными структурами со значительным преобладанием нафтеновых колец.

В результате удаления твердых углеводородов в процессе депарафинизации получено депарафинированное масло с температурой застывания минус 16 оС, что соответствует регламентным требованиям на базовое масло - не выше минус 15 оС.

Список литературы:

1  Современные методы исследования нефтей. Справочно-методическое пособие. Под ред. , , - Л.: Недра, 19с.

2  Standard Test Method for Calculation of Carbon Distribution and Structural Group Analysis of Petroleum Oils by the n-d-M Method, D 3238 – 95

УДК 628.543.5.665

,

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЧ ПЛАЗМЫ ПОНИЖЕННОГО

ДАВЛЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ УДАЛЕНИЯ УГАРОМ С ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ МАСЛА ТП-22

ФБГОУ ВПО «КНИТУ», г. Казань

E-mail: [e-mail]

В качестве сорбентов используются материалы природного и искусственного происхождения, обладающих высокой нефтеемкостью. Однако сдерживающим фактором их использования является дороговизна. В связи с этим, актуальной становится задача поиска эффективных и дешевых сорбционных материалов (СМ) для удаления нефти и продуктов ее переработки. Особый интерес в этом плане представляют альтернативные реагенты из отходов сельскохозяйственного производства.

Ранее [1] было показано, что кноп, отход производства валяльно-войлочных изделий, обработанный в потоке высокочастотной (ВЧ) плазмы пониженного давления, является хорошим СМ для извлечения нефтей [1,2] и технических масел [3-5] с твердой и водной поверхности. В связи с вышеизложенным, исследована возможность использования в качестве СМ для удаления масел из водных сред угара – отхода валяльно-войлочного производства, который образуется при очистке шерсти, засоренной репьем. Угар имеет в составе репейные остатки и волокна шерсти большей длины, чем волокна кнопа. Содержание шерсти в угаре составляет 54 %, целлюлозных растительных остатков - 46 %.

Исследованы сорбционные характеристики угара по отношению к маслу марки ТП-22, входящему в состав промышленных стоков. Первоначально определялись значения маслоемкости в статических и динамических условиях и максимального водопоглощения, которые составили 19,68 г/г; 8,21 г/г и
3,98 г/г соответственно. С целью увеличения маслоемкости и снижения водопоглощения исследуемого СМ, проводилась обработка угара в потоке высокочастотной (ВЧ) плазмы пониженного давления. Исследовалось влияние плазменной обработки СМ на его сорбционные свойства по отношению к маслу марки ТП-22, также на увеличение гидрофобности. Первоначально в качестве плазмообразующих газов использовались воздух, смеси пропана с бутаном, аргона с воздухом, аргона с пропаном в соотношениях 70:30. Полученные после плазмообработки образцы угара использовались для определения маслоемкости по отношению к маслу марки ТП-22 в статических и динамических условиях. Выявлено, что плазмообработка угара способствует повышению его максимальной маслоемкости по исследуемому сорбату и снижению водопоглощения. В последующем исследовалось влияние параметров плазменной обработки на водо - и маслопоглощение угара. Найдено, что наибольшей степенью удаления масла и гидрофобностью обладают образцы угара, обработанные в режимах №1 и 7, т. е. подвергнутые ВЧ плазменной обработке в атмосфере аргона с пропаном и пропана с бутаном. В связи с вышеизложенным, в дальнейшем проводилась обработка еще 30 образцов СМ путем варьирования значений Iа, Uа, и t в атмосфере как смеси пропана с бутаном, так и в смеси аргона с пропаном, в соотношениях 70:30 соответственно. Образцам угара, обработанным ВЧ плазмой пониженного давления в атмосфере смеси аргона с пропаном присвоены обозначения 11а-25а, пропана с бутаном – 11б-25б, соответственно. Выявлено, что обработка угара в среде смеси газов аргона с пропаном и пропана с бутаном придает гидрофобные свойства поверхности исследуемого СМ и увеличивает олеофильность. Данное обстоятельство подтверждается снижением значений максимального водопоглощения, полученных в экспериментах с дистиллированной водой. Найдено, что наилучшие гидрофобные показатели имеют образцы № 11а, 17а и 17б. В последующих экспериментах объем масла марки ТП-22 на поверхности воды увеличивался до 5 и 7 мл на 50 мл воды. Выявлено, что наибольшая степень очистки от масла марки ТП-22 и наименьшее водопоглощение наблюдается при использовании угара, обработанного плазмой в атмосфере смеси пропана с бутаном в режиме № 17б.

Обработка плазмой способствует уменьшению значения водопоглощения по сравнению с немодифицированным угаром. Таким образом, определены параметры ВЧ плазмы пониженного давления, при обработке которой образцов угара достигаются наибольшая степень удаления масла марки ТП-22 с водной поверхности и наименьшее водопоглощение: плазмообразующий газ – смесь пропана с бутаном в соотношении 70:30, давление в рабочей камере
Р = 26,6 Па, сила тока на аноде Iа = 0,4 А, напряжение на аноде Uа = 2,5 кВ, расход плазмообразующего газа Q = 0,06 г/сек, время обработки t = 1 минута.

Список литературы:

1  Шайхиев альтернативного сорбента для повышения нефтеемкости и гидрофобности / , , // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе№4. - С. 24-27.

2  Шайхиев от переработки шерсти для очистки водных акваторий от нефти / , , // Экспозиция. Нефть. Газ№ 4. - С. 11-14.

3  Шайхиев обработки ВЧ-плазмой пониженного давления на эффективность удаления отходом валяльно-войлочного производства с водной поверхности масла ТП-22 / , , // Вестник Казан. технол. ун-та№ 19. - С. 42-48.

4  Шайхиев обработки ВЧ-плазмой пониженного давления на эффективность удаления с водной поверхности масла КС-19 отходом валяльно-войлочного производства/ , , // Вестник Казан. технол. ун-та№ 4. - С. 126-128.

5  Шайхиев обработки ВЧ-плазмой пониженного давления на эффективность удаления с водной поверхности масла И-20А отходом валяльно-войлочного производства / , , // Вестник Казан. технол. ун-та№ 5. - С. 105-109.

УДК 547.841

, ,

СИНТЕЗ 2-ИЗОПРОПИЛ-5-МЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА ИЗ 5-МЕТИЛ-1,3-ДИОКСАНА НА ТВЕРДЫХ СУПЕРКИСЛОТНЫХ КАТА­ЛИЗАТОРАХ

Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

E-mail: [e-mail]

Нами исследованы жидкофазные превращения 5-метил-1,3-диок­сана (1) в присутствии твердых гетерогенных суперкислотных катализаторов [1], осуществленных при 160°С - 190°С в закрытом автоклаве при постоянном перемешивании в течение 5 часов. В качестве растворителя использовали то­луол в объемном соотношении с 5-метил-1,3-диоксаном один к двум. Определе­ние и идентификация структур исходных соединений и продуктов превращений проведена с ис­пользованием хромато-масс-спектрометрии [2].

В продуктах превращений 5-метил-1,3-диоксана на суперкислотных катализаторах (степень превращения достигает 35%) одним из основных продуктов реакции (выход около 50%) является 2-изопропил-5-метил-1,3-диоксан, представляющий собой смесь цис- и транс- изомеров в соотношении 1:2.

Список литературы:

1 , . , , Гидротермальный синтез и каталитические свойства суперкислотного сульфатированного диоксида титана // Журнал неорганической химии, 2010,, С. 713-717.

2 Масс-спектрометрия в органической химии. М.: Бином. Лаборатория знаний, 20с. ил.

УДК 532.55

К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ

ПРИ ДВИЖЕНИИ РЕАЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ