Инновационные технологии в области химии и биотехнологии (стр. 22 )

Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

Важное значение для понимания гидродинамики вязких несжимаемых жидкостей имеют дифференциальные уравнения Навье – Стокса, одно из которых – применительно к направлению действия силы тяжести, т. е. вдоль вертикальной оси в трёхмерном пространстве – может быть представлено в виде

dwz/d = - g – (1/ )(dp/dz) + 2wz

где dwz/d - субстанциональная производная составляющей скорости вдоль вертикальной оси z по времени, g – ускорение свободного падения, и - плотность и кинематическая вязкость жидкости, dp/dz = частная производная давления вдоль вертикальной оси, 2wz - лапласиан составляющей скорости вдоль вертикальной оси.

Это уравнение в общем виде не имеет решения. Одним из путей обхода проблемы является следующий. Отбрасывают последнее слагаемое уравнения, отражающее действие сил трения. переходя тем самым к дифференциальному уравнению движения Эйлера и далее к уравнению Бернулли для идеальной жидкости с одновременным введением поправки, учитывающей реальное гидравлическое сопротивление, вызванное силами трения, – потерянный напор h. Этот напор по уравнению Дарси – Вейсбаха

h = (l/d)(w2/2g)

зависит в частности от величины w2 /2g, где g – ускорение свободного падения. - коэффициент гидравлического сопротивления, l и d – длина и диаметр трубопровода, w – скорость потока жидкости.

Известно интересное мнение (, 1999, 2001), что по физическому смыслу потерянный напор должен включать величины, входящие в отброшенное слагаемое уравнения Навье – Стокса. Поэтому предложено для расчёта h использовать величину /w, а не w2 /2g. Уравнение Дарси – Вейсбаха считается формальным.

С последним в случае ламинарного течения можно не согласиться. Сочетание уравнения Бернулли

z + p/g + w2 /2g = const

и уравнения Гагена – Пуазёйля, предложенного для расчёта объёма жидкости

V = d4p/128 l

которое содержит величины вязкости и скорости жидкости (с учётом, что V = wd2/4) и которое может быть выведено независимо от уравнения Навье – Стокса, приводит к традиционному виду уравнения Дарси – Вейсбаха. Таким образом, и традиционный вид уравнения Дарси – Вейсбаха в этом случае физически обоснован.

В случае же турбулентного течения (более характерного для промышленных условий) действительно представляется более обоснованным использование величины / w, а не w2 /2g. Естественно, что такой подход может быть использован и для ламинарного течения, что целесообразно с точки зрения единства методологии.

Для расчёта h в литературе предложено несколько иное уравнение с численно другим коэффициентом гидравлического сопротивления ( *):

h = * (l/d)(/w)

В этом случае коэффициент для ламинарного течения в трубах равен 32

Fr, а не 64/Re (как в традиционном выражении уравнения Дарси – Вейсбаха), где Fr и Re – критерии Фруда и Рейнольдса, и для турбулентного течения – 0,158 FrRe 0,75, а не 0,316 Re - 0,25. Коэффициент лобового (при обтекании тел) сопротивления также изменяется: для ламинарного течения он равен 12 Fr, а не 24/Re, для турбулентного – 0,235 FrRe, а не 0,47. Изменяется определённым образом и коэффициент местного (при течении в каналах) сопротивления.

Предложенный в литературе подход к определению гидравлических сопротивлений теоретически также оправдан. В обоих случаях количество операций для расчёта h почти одинаково.

УДК 6

, ,

Оценка эффективности ингибирования АСПО методом «холодного стержня»

Башкирский государственный университет, г. Уфа

Е-mail: *****@***ru

Добыча нефти связана с большими осложнениями, заключающимися в значительном снижении объема добываемой нефти и увеличении нагрузки на насосное оборудование вследствие асфальто-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) на стенках нефтепромыслового оборудования. На интенсивность отложений влияет повышенное содержание в составе нефти высокомолекулярных парафинов, смол и асфальтенов и температурные условия в скважине.

Для снижения интенсивности отложений образования АСПО на стенках насосно-компрессорных труб наиболее эффективным является применение ингибиторов комплексного действия.

Для образцов нефти Южно-Инзырейского месторождения (скв. 509) нами был разработан ингибитор АСПО-ОКН. Южно-Инзырейская нефть характеризуется высоким содержанием парафинов (21,5 % масс.). Содержание смол составляет 3,31 %, асфальтенов - 0,03 % масс.

Оценку эффективности ингибиторов ОКН проводили методом «холодного стержня» на лабораторной установки НИИ нефтепромхима. Ингибитор вводился в количестве 500 г/т при 40 0 С. Установлено, что эффективность ингибирования составляет 43 %. Видимо, полимерные вещества, входящие в состав реагента образуют дополнительные центры кристаллизации, а их полимерные группы сообщают кристаллам парафина заряд, что препятствуют их срастанию и образованию пространственной сетки.

Таким образом, при введении нового ингибитора ОКН размеры кристаллов уменьшаются, а также снижается температура застывания нефти (на 9 0С), т. е. реагент проявляет еще и депрессорные свойства.

УДК 665.033.2

, , ,

Сравнительная оценка методов выделения нативных асфальтенов из высокопарафинистых нефтей

Башкирский государственный университет

Центр микро - и наномасштабной динамики дисперсных систем, г. Уфа

E-mail:[e-mail]

Известно, что основными структурирующими компонентами в нефтяных дисперсных системах являются асфальтены. Химическая природа сырой нефти, методы выделения асфальтенов из нефтепродуктов и особенно технологический режим переработки нефти сказываются в большей или в меньшей мере на соотношениях структурных элементов молекул асфальтенов, а следовательно, и на свойствах асфальтенов.

В работе проводилось количественное выделение асфальтенов из высокопарафинистой нефти Усинского месторождения тремя методами.

По методике ВНИИнефть асфальтены осаждали в легком петролейном эфире (фракция 40-70ºС). Соосажденные смолы и масла экстрагировали петролейным эфиром в аппарате Сокслета до бесцветного раствора. Экстракцию асфальтенов проводили толуолом, затем отгоняли растворитель и асфальтены переносили в тарированную посуду, доводили до постоянной массы и определяли выход асфальтенов.

По методике SARA образец нефти разбавляли толуолом (5:1), испаряли толуол. Добавляли н-гептан в соотношении 40:1, встряхивали, промывали н-гептаном для удаления соосажденных мальтенов.

По методике ИПНХП анализ проводят в три стадии: выделение асфальтенов, разделение масел и смол хроматографией; разделение смол, выделение асфальтенов методом осаждения, разделение смол и масел на крупнопористом силикагеле и проведение хроматографического анализа.

Установлено, что выход асфальтенов по методике SARA составляет 4,2% масс., по методике ВНИИнефть -3,6% масс., а по методике ИПНХП -2,8% масс.

УДК 6

, ,

Влияние ингибитора ОКН на реологические свойства

Южно-Инзырейской нефти

Башкирский государственный университет, г. Уфа

Е-mail: *****@***ru

Характерной особенностью современной нефтедобычи является увеличение в мировой структуре сырьевых ресурсов доли трудноизвлекаемых запасов, к котором относятся, в основном, высоковязкие и высокопарафинистые нефти. Добыча и транспортировка таких нефтей осложняется интенсивным образованием асфальто-смолисто-парафиновых отложений (АСПО) в лифтах скважин и на внутренней поверхности промысловых нефтепроводов. Поэтому улучшение реологических свойств нефтей является одной из актуальных задач.

В данной работе в качестве объекта исследования использовали Южно-Инзырейскую нефть, которая характеризуется высоким содержанием парафинов (21,5 % масс.). В пробы нефти ингибитор ОКН вводился в количестве 0,05-0,2 % масс. Измерение динамической вязкости проводилось на ротационном вискозиметре “Реотест-2” с цилиндром S1. Снижение вязкости при введении ингибитора комплексного действия наблюдается вблизи температуры ее замерзания, поэтому вязкость измерялась в интервале температуры 20-30 0С.

Установлена, что по характеру течения нефть и ее компаунды относятся к пластичным жидкостям. При более высоких температурах характер течения меняется, нефть и ее композиции являются дилостантными жидкостями. Наибольшее снижение вязкости достигается при введении 70 % кобса и нефраса и когда содержание активной формы составляет 30 % оптимальная концентрация добавок составляет 0,1 % масс, при этом вязкость нефти снижается в 1,5 раза.

Таким образом, разработанный ингибитор парафиноотложений ОКН позволяет существенно улучшить реологические характеристики нефти и, как следствие, уменьшить риски остановки ее транспортировки.

УДК 678.742.23:519.711.3

УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ПО ПОКАЗАТЕЛЮ КАЧЕСТВА (ИНДЕКСУ РАСПЛАВА)

Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

E-mail:[e-mail]

Трудности управления процессом полимеризации связаны с большими запаздываниями между показателями качества (ПК) продукции и текущими параметрами процесса, причем имеется сильная связность между факторами процесса и ПК.

Одним из важнейших ПК полиэтилена является индекс расплава (ИР), характеризующий многие физические свойства полиэтилена. Анализ показывает, что колебания ИР могут составлять до 30% за сутки, что недопустимо в пределах одной партии.

Перспективы повышения качества управления процессом связаны с разработкой так называемых APC-систем (Advanced Process Control & Optimisation), в основе которых лежат идеи оперативного управления по ПК продуктов [1]. Основная трудность состоит в выборе метода идентификации ПК в реальном масштабе времени, и на сегодняшний день эта задача не имеет удовлетворительного решения.

Целью настоящей работы является повышение качества и количественного выхода полиэтилена за счет использования прогнозной модели процесса с возможностью оперативного определения ИР и количества готовой продукции. Для получения модели исследовался вопрос об основных факторах, влияющих на ИР и массовый выход продукции.

Структура моделей подбиралась с учетом эвристических данных (на основе прямых физико-химических моделей). Было установлено, что модели показателей качества имеют следующий вид:

, где

и – ПК (индекс расплава и выход продукта соответственно),

– коэффициенты модели,

– давления в реакторе,

– глубина сброса давления,

– период сброса давления,

– разность температур между 25 и 18 коленами реактора,

– разность температур между 25 и 18 коленами реактора.

С точки зрения задачи управления процессом и с учетом больших запаздываний желательно не только знать текущие параметры процесса, но и иметь их прогнозные значения. Для определения структуры модели каждого из параметров процесса проводился анализ временных рядов с шагом один час. В ходе анализа проводилось отделение случайных значений от тренда методом скользящего среднего, проверка на автокорреляцию, анализ остатков на наличие тренда и т. д. Полеченные модели (разностные уравнения) имеют следующий вид (на примере модели давления в реакторе):

Pпрог=C0+C1*P1+C2*P2+C3*P3+C4*P4+C5*P5+C6*P6+C7*P7, где

Pпрог – давления в реакторе,

С0-С7 – коэффициенты модели,

Pi (i=1...7) – давление в реакторе на i – м шаге.

Проверка результатов прогноза осуществлялась в Microsoft Office Excel. Было установлено что:

·  прогноз давления в реакторе возможен на 5 шагов, при этом погрешность не превышает 5%;

·  прогноз глубины сброса в реакторе возможен на 5 шагов, при этом погрешность не превышает 12%;

·  прогноз периода сброса давления в реакторе затруднен, поскольку сброс давления в реакторе используется в качестве защиты от перегрева, что увеличивает случайную составляющую ряда;

·  прогноз разности температур между 25 и 18 коленами реактора возможен на 5 шагов, при этом погрешность не превышает 60%;

·  прогноз разности температур между 29 и 14 коленами реактора возможен на 5 шагов, при этом погрешность не превышает 23%.

По результатам исследования можно сделать следующие выводы:

·  Прогноз давления в реакторе и глубины сброса давления в реакторе можно считать достаточно точным;

·  Прогноз температур в реакторе можно считать удовлетворительным, учитывая малые значения температур и возможные резкие изменения градиента температур (например, при сбросе давления), при которых и наблюдаются высокие погрешности;

·  Для составления прогноза по периоду сброса необходимо проведение дополнительных исследований; рассматривается возможность построения нечеткой модели;

·  С учетом степени влияния параметров реакции на ПК можно сделать вывод о возможности прогнозирования ПК на основе прогноза переменных состояния процесса.

Список литературы:

1  , , Малышев , экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа. М.: Химия, 2005. – 735 с.

УДК 678.046; 678.674’524’271/’274

, ,

ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРЕФТАЛАТНОГО ПЛАСТИФИКАТОРА

ДЛЯ ПВХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОЙ ТФК

ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

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

Получение пластификаторов достаточно сложный, многостадийный процесс, что обусловливает их высокую стоимость. Однако есть целый ряд производств, в которых оправдано использование пластификаторов с показателями, несколько отличающимися от существующих в ГОСТе, но при этом более дешевых, что стимулирует разработку методов получения пластификаторов с использованием отходов химических производств.

Так, например, предложен способ получения пластификатора этерификацией отхода производства капролактама, представляющего собой водный раствор смеси эфиров дикарбоновых кислот С2-С6, спиртовой фракцией (отход этого же производства), содержащей 75-85% нормальных и изоамиловых спиртов [1]. Недостатком получаемого пластификатора является относительно низкая температура вспышки (1900С), что затрудняет его использование при повышенных температурах.

Известен также способ получения пластификатора из кубового остатка производства бутиловых спиртов и кубового продукта дистилляции фталевого ангидрида в присутствии металлоорганического или кислотного катализатора [2]. Себестоимость этого пластификатора невысокая, однако темный цвет, относительно низкая температура вспышки (1850С) и наличие в продукте тяжелых не эфирных примесей ухудшают его пластифицирующие свойства.

Сложные эфиры терефталевой кислоты и спиртов С4-С10 составляют группу пластификаторов, наиболее близких по свойствам к о-фталатным пластификаторам. Причем, по сравнению с последними эфиры терефталевой кислоты аналогичного строения имеют меньшую летучесть, улучшенные эластичность при низкой температуре (при равной твердости) и стабильность, пониженную вязкость пластизолей, хорошие электрические свойства. В промышленности используется диоктилтерефталат (ДОТФ), получаемый этерификацией терефталевой кислоты 2-этилгексанолом, однако объемы его производства и потребления несравнимо ниже, чем у ДОФ. Известен импортный аналог ДОТФ под торговой маркой «неортофталат».

Известен способ получения ДОТФ переэтерификацией 2-этилгексанолом метиловых эфиров терефталевой и других фталевых кислот, содержащихся в побочном продукте производства диметилтерефталата [3]. К недостаткам этого способа получения следует отнести относительно высокую стоимость пластификатора вследствие использования чистого 2-этилгексанола и выделение метанола в процессе реакции, что усложняет технологический процесс и требует дополнительных затрат на его утилизацию.

Целью работы является получение недорогого пластификатора для ПВХ композиций с хорошими пластифицирующими свойствами на основе многотоннажных промышленных и бытовых отходов. Ранее в работе [4] рассмотрен способ получения пластификатора ДОТФ на основе технической ТФК (отход производства ТФК, ) и кубового остатка ректификации 2-этилгексанола (отход производства 2-этилгексанола, нефтехим Салават»).C целью расширения сырьевой базы проекта проведено исследование применимости вторичной ТФК вместо технической ТФК.

Работа проводилась в 2 этапа: получение вторичной ТФК, смесь соединений (1) и (2), путем химического разложения ПЭТФ-бутылкии синтез на её основе с 2-этилгексанолом (3) ДОТФ(4) (рис.1):

Рисунок 1 - Реакция получения пластификатора на основе вторичной ТФК

Процесс осуществляется в 3 стадии: азеотропная осушка ТФК 2-этилгексанолом, синтез ДОТФ с использованием катализатора тетрабутоксититана, отгонка непрореагировавшего 2-этилгексанола под вакуумом. Следует отметить, что использование в синтезе вторичной ТФК приводит к увеличению времени реакции с 7 до 17 часов, что скорее всего объясняется худшей растворимостью исходного компонента (2).

Полученный пластификатор в ходе исследований показал хорошую совместимость с ПВХ и обладает температурой вспышки 1970С.

Список литературы:

1  Пат. 2171267 Россия, МКИ С08К5/10. Пластификатор для поливинилхлоридных композиций / , , - Заявл. 15.07.99, Опубл. 27.07.01.

2  Пат. 2235716 Россия, МКИ С08К5/12. Способ получения пластификатора / - Заявл. 07.05.03, Опубл. 10.09.04.

3  Пат. 98748 ПНР, МКИ С08К5/10. Способ получения пластификаторов / PenczekP., MatyniaT. - Заявл. 23.04.76, Опубл. 31.08.78.- РЖХ.- 1979.- 14Т55П.

4  , , // Пластификатор диоктилтерефталат из отходов производства и . Баш. хим. жТ.17, №4. - С. 85

УДК 661.744.24, 66.063.72

, ,

ХИМИЧЕСКИЙ РЕЦИКЛИНГ ВТОРИЧНОГО ПЭТФ С ПОЛУЧЕНИЕМ ВОСТРЕБОВАННОЙ НА РЫНКЕ ПРОДУКЦИИ

ФГБОУ ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет, г. Уфа

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

В 2011 году глобальное потребление полиэтилентерефталата (ПЭТФ) выросло на 6,4% до 17,7 млн. т., при таком потреблении актуальной технологической и коммерческой задачей, учитывая дороговизну первичного ПЭТФ, становится эффективная утилизация ПЭТФ-отходов. Однако в Восточной Европе и России собирается только 10% отходов [1]. С 2000 г. в России наблюдается формирование рынка по переработке использованных ПЭТФ-бутылок с наиболее распространенным механохимическим способом. В работах [2,3] показаны возможности применения различных растворов (кислотных, щелочных, в аминах) отходов ПЭТФ, в производстве пенополиуретанов. В [4] рассмотрен способ химического термолиза полиэтилентерефталата, основным продуктом которого является бензойная кислота, выход которой зависит от природы и концентрации катализатора и составляет от 9 до 25,5%.Также известна глубокая химическая переработка ПЭТФ – сольволиз, ПЭТФ подвергается деполимеризации при взаимодействии с химическими веществами. Эти методы достаточно энергоемки, требуют высокотехнологичного оборудования и поэтому весьма дорогостоящи, однако они дают возможность использовать сырье более низкого качества. Продукты деструкции ПЭТФ из устаревших отходов широко используют снова в синтезе ПЭТФ, для получения пластификаторов, лаков, материалов для покрытий и др.[5].Такой химический рециклинг стимулирует исследования по применению получаемых продуктов в качестве сырья, что способствует расширению сырьевой базы и экономии первичных сырьевых ресурсов и как следствие позволяет снизить нагрузку на природу.

Работа посвящена исследованию применимости вторичной ТФК, полученной в результате химической переработки ПЭТФ-бутылки, для получения пластификатора ДОТФс целью расширения сырьевой базы проекта. Ранее в работе [6] рассмотрен способ получения пластификатора ДОТФ на основе технической ТФК (отход производства ТФК, ) и кубового остатка ректификации 2-этилгексанола (отход производства 2-этилгексанола, нефтехим Салават»).

Переработка ПЭТФ проводилась в несколько этапов: подготовка сырья (сортировка, измельчение, отмывка), гидролиз в среде этиленгликоля в присутствии щелочи натрия, нейтрализация полученной массы разложения, фильтрация, промывка и сушка ТФК. Предполагаемая реакция представлена на рис.1.

Рисунок 1 - Гидролиз ПЭТФ

В результате был получен мелкодисперсный порошок молочного цвета, который был исследован для идентификации на ИК-Фурье спектрометре. Полученный спектр сравнивался с ИК-спектром чистой терефталевой кислоты, на основании этого сделан вывод, что полученный продукт преимущественно содержит терефталевую кислоту. Полученная смесь вторичной ТФК находит свое применение в качестве сырья для получения пластификатора, рис.2.

Рисунок 2 - Реакция получения пластификатора на основе вторичной ТФК

Список литературы

1  ПЭТФ 2008: отчет о конференции/*****: новые химические технологии. 2012.URL:http://www. *****/ letter. php? n_id=3122&cat_id=0&page_id=1 (датаобращения: 29.02.12)

2  , , Кольцов отходов ПЭТФ путем использования их кислотных и щелочных растворов при получении пенополиуретанов // Пластические массы №2, 2008, с. 42-46.

3  , , Кольцов отходов ПЭТФ с использованием их их растворов в аминах при получении пенополиуретанов // Пластические массы №3, 2008, с. 48-50.

4  , , // Исследование термического разложения полиэтилентерефталата. Известия вузов. Химия и химическая технология – 2010.-Т.53, №2. – с.94-97

5  , , Сазонов : новые направления рециклинга // Доклады участников семинара «Экологические проблемы современности», ФГБОУ ВПО Майкопский государственный технологический университет, 2012. URL: http://*****/print/a1189/ (дата обращения 14.03.2012)

6  , ДавыдоваО. В., КарчевскийС. Г., МайдановаИ. О., // Пластификатор диоктилтерефталат из отходов производства и . Баш. хим. жТ.17, №4. - С. 85

УДК 546.215: 661.882

, ,

Активность титаносиликатов в разложении пероксида водорода

Институт нефтехимии и катализа РАН, г. Уфа

Е-mail: *****@***ru

Ранее в лаборатории приготовления катализаторов ИНК РАН по запатентованной методике [1,2] была синтезирована серия микро-мезопористых титаносиликатов [3] с целью использования их в качестве катализаторов жидкофазного окисления алкилфенолов пероксидом водорода. Для оценки эффективности использования окислителя в реакции окисления алкилфенолов, синтезированные титаносиликаты первоначально исследовали в реакции разложения пероксида водорода. Эффективность использования пероксида водорода в реакциях жидкофазного окисления (селективность по Н2О2) органических соединений является важной характеристикой каталитического процесса и оценивается по соотношению скоростей расходования Н2О2 в целевой реакции окисления органического субстрата и в реакции непродуктивного разложения Н2О2 на данном катализаторе [4]. Кроме того, известно, что реакцию разложения H2O2 в отсутствии субстрата можно использовать для первоначальной оценки активности титаносиликатных катализаторов в реакциях окисления [5].

Целью данной работы являлось изучение реакции разложения водных растворов пероксида водорода в присутствии аморфных и кристаллических микро-мезопористых титаносиликатов в сравнении с алюмосиликатом, диоксидом кремния и диоксидом титана.

Изучено влияние текстурных характеристик катализаторов и таких параметров реакции как исходная концентрация Н2О2, температура, концентрация катализатора, продолжительность реакции на степень разложения пероксида водорода.

Эксперименты проводили с использованием 1, 3, 5 и 10 %-ного водного раствора Н2О2 в присутствии 1, 5 и 10 мас.% катализатора в термостатируемых вращающихся реакторах при 30, 50 и 70оС в течение 0,5-2ч. В качестве катализаторов использовали титаносиликаты (соотношение Ti/Si составляет 1/45, 1/30, 1/20, 1/10) с различными текстурными характеристиками в сравнении с TS-1, SiO2, TiO2 и Al2O3-SiO2. Остаточное количество Н2О2 в реакционной массе определяли методом йодометрического титрования.

Найдены численные значения кинетических параметров реакции разложения Н2О2: константы скорости при 30 и 70°С - К (30°С)=0,10 ч-1, К (70°С)=0,35 ч-1- и энергия активации Е = 6,5 ккал/моль.

Таким образом, при изучении реакции разложения пероксида водорода в присутствии титаносиликатов с различными текстурными характеристиками при различных параметрах реакции показано изменение конверсии Н2О2 в интервале 8,5 – 99 мас.%. Установлено, что:

1)  степень разложения Н2О2 напрямую зависит от текстурных характеристик титаносиликатов: чем выше площадь удельной поверхности, тем выше конверсия Н2О2;

2)  в более концентрированных водных растворах Н2О2 скорость разложения Н2О2 выше (конверсия Н2О2 выше);

3)при повышении концентрации катализатора в 10 (с 1 до 10 масс.%) конверсия Н2О2 увеличивается в ~ 7 раз;

4)температура реакции существенно влияет на степень разложения Н2О2: при увеличении температуры с 30оС до 70оС конверсия возрастает в 3 раза и при 70оС достигает 99% за 2 часа.

Список литературы

1  , , А Пат. 2420455 РФ. 2009.

2  , , А Пат. 2422361 РФ. 2009.

3  , , // Баш. хим. ж. 2012. Т.19. -№2. С.141.

4  , // Усп. хим. 2006. Т.75. №5. С.460.

5  Трухан реакций селективного окисления органических соединений пероксидами в присутствии титан- и ванадий-содержащих мезопористых силикатных катализаторов. Дис. канд. хим. наук. Новосибирск, 20с.

УДК 543.3:543.2

, ,

УТИЛИЗАЦИЯ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ПРОЦЕССА СЕРНОКИСЛОТНОГО АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОАЛКАНОВ АЛКЕНАМИ С ПОЛУЧЕНИЕМ ТОВАРНЫХ ПРОДУКТОВ

Башкирский государственный университет, г. Уфа

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

Предприятия нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности являются источниками образования крупнотоннажных отходов, большую долю среди которых составляют серосодержащие отходы, в том числе отработанная серная кислота процесса алкилирования изоалканов алкенами. Способы регенерации и утилизации серосодержащих отходов термическими, физико-химическими, химическими методами связаны со сложностью технологического оформления, образованием побочных продуктов и отходов, большими экономическими затратами на осуществление этих процессов.

Разработка новых и оптимизация существующих способов переработки и утилизации серосодержащих отходов нефтепереработки, а также вовлечение их в качестве сырьевых источников в процессы получения товарных продуктов является на сегодняшний день актуальной задачей.

В этой связи, исследовалась возможность вовлечения Н2SО4отр. в процессы получения сульфата натрия и сульфата аммония с выделением органической составляющей. Эксперимент осуществлялся при варьировании основных параметров соотношения «Н2SО4отр.:основание», в качестве основания использовались 10 % масс. раствор NaOH и 25 % масс. NH4OH, температуры и pH реакционной смеси. Экстракция органических примесей осуществлялась полярными растворителями, содержащими функциональные гидроксо - и кетонную группы. Реакционная смесь самопроизвольно разделялась на два слоя: нижний – насыщенный водный раствор соли (либо кристаллический осадок, либо насыщенный водный раствор соли с выпадающим осадком кристаллической соли) и верхний – смесь органической составляющей отработанной серной кислоты и экстрагента. Экстрагент из верхнего слоя отгонялся при определенной температуре и возвращался в цикл. Из насыщенного нижнего водного раствора осадок соли отделялся.

Установлено, что выход соли, а также форма ее выхода (кристаллы или насыщенный водный раствор) зависят от растворителя и его массовой доли в реакционной смеси.

Показана возможность использования органической составляющей в составах для нефтевытеснения, технических моющих средств и в качестве присадок, повышающих агрегативную устойчивость в топливных композициях, т. к. в ее состав входит до 23 % масс. сульфокислот, обладающих поверхностно-активными свойствами.

УДК 504.628.3

, ,

ХРОМЛИГНОСУЛЬФОНАТНЫЕ РЕАГЕНТЫ

НА ОСНОВЕ ЛИГНОСУЛЬФОНАТА НАТРИЯ С ВОВЛЕЧЕНИЕМ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

Башкирский государственный университет, г. Уфа

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

Получение хромлигносульфонатов, используемых в нефтедобыче для снижения вязкости рабочих жидкостей, связано с рядом проблем, таких как образование хромсодержащего отхода производства, неполное восстановление анионных соединений хрома в составе получаемого хромлигносульфоната и зависимость его качества от состава сырья – лигносульфоната натрия ЛСТ.

В этой связи, исследовалась возможность применения серосодержащих отходов НПЗ: сульфидно-щелочные стоки СЩС (с установок ЭЛОУ, АВТ) и сера элементарная (с установок гидроочистки, коксования и др.), которые имеют в своем составе соединения серы (S0, S-2), обладающие высокими восстановительными свойствами и могут быть использованы для решения проблем производства хромлигносульфонатов.

Эксперимент по получению серохромлигносульфонатных реагентов (ХЛС-М и ХЛС-S) осуществлялся при варьировании сырья (содержание редуцирующих веществ в ЛСТ – 3-16%), загрузки бихромата натрия (1,3-1,35 масс. ч.), количества сульфидно-щелочного стока (15-17 масс. ч.) и серы элементарной (0,2-2 масс. ч), температуры 30-50 оС.

Выявлены оптимальные количества введения сульфидно-щелочных стоков с содержанием серы сульфидной 7 г/л, при загрузке основных компонентов процесса; оптимальным является использование серы сульфидной в составе СЩС для получения ХЛС-М в количестве 0,2 % масс., по отношению к загрузке ЛСТ. При этом установлено, что введение 0,2 % масс. серы сульфидной при содержании ее в составе СЩС 7 г/л, позволяет полностью исключить применение свежей технической воды. При получении хромлигносульфоната ХЛС-S, использовали серу элементарную в виде тонкодисперсного порошка, оптимальное количество серы элементарной составило 1% масс. При этом достигается достаточно высокий показатель разжижения (более 55%) на сырье различного качества.

Показана принципиальная возможность вовлечения серосодержащих отходов (сульфидно-щелочные стоки и сера элементарная) нефтехимического комплекса в процесс получения хромлигносульфонатов в качестве реагентов-восстановителей токсичного шестивалентного хрома и положительное влияние на качественные характеристики опытных хромлигносульфонатов ХЛС-М и ХЛС-S (показатель разжижения увеличивается на 7-10%).

УДК 544.3

,

ОКИСЛЕНИЕ ЭТИЛБЕНЗОЛА В ПРИСУТСТВИИ ПАВ

Казанский национальный исследовательский технологический университет,

г. Казань

Email: [e-mail]

Органические гидропероксиды - это важнейшие продукты органического синтеза, широко использующиеся для получения фенола и ацетона, оксида пропилена и стирола и т. д. Наиболее актуальной задачей на сегодняшний день остается повышение глубины окисления исходных углеводородов при сохранении высокой селективности по гидропероксиду.

В последнее десятилетие интенсивно развиваются исследования влияния поверхностно-активных веществ (ПАВ) на процессы окисления и стабильность углеводородов и липидов (масел). Однако по механизму распада органических гидропероксидов в присутствии ПАВ до сих пор достоверных сведений нет, имеется только несколько работ, где описано, что ПАВ обеспечивают значительные скорости генерации радикалов ( Мс-1), недоступные при невысоких температурах для известных азоинициаторов [1]. В нашей работе былo исследовано окисление этилбензола (ЭБ) в присутствии катионных ПАВ: АЛКАПАВ (додецил, триметил аммоний хлорид), КАТАПАВ (бензил диметил додецил аммоний хлорид), ТОБАХ (триоктил бензил аммоний хлорид)