Разработка технологии переработки нефтешламов, промышленных и бытовых отходов в нефтепродукты

№	Компонент	,8'	К	К-8	%масс.
1	сн4, н2,	3,05	0,450	1,3725	20,07
2	С2н6	1,13	0,590	0,6667	9,75
3	со2	0,56	0,915	0,5124	7,50
4	С2Н4	0,66	0,585	0,3861	5,65
5	С3Н8	0,55	0,680	0,3740	.5,47
6	С2Н2	1,70	0,680	1,1560	16,91
7	СзН6	2,24	0,660	1,4784	21,62
8	1-С4Ню	0,66	0,710	0,4686	6,85
9	п-С4НК)	0,30	0,680	0,2040	2,98
10	С4Н§ С4Н6	0,32	0,683	0,2186	3,20
Всего				6,8373	100,00

 

Условия анализа: газ-носитель - гелий; скорость газа-носителя 25 мл/мин; разделение на силикагелевой колонке длиной 3 метра, диаметром 0,35 мм; температура термостата 200 °С; испарителя 100 ° С; чувствительность катарометра 175 шА, программирование температуры 12 °С в минуту.

3.2.3. Анализ жидких продуктов.

Дистиллят коксования разгоняют по методике, описанной выше, и полученные продукты разгонки подвергают лабораторному анализу.

Определение относительной плотности.

Определение относительной плотности проводилось по ГОСТ 3900-85 [56, 74] при помощи пикнометра [75]. Метод основан на измерении массы исследуемой фракции, помещенной в сосуд определенного объема - пикнометр.

Определение сульфируемых

Методика определения сульфируемой части нефтепродуктов приведена в работе [77, 78]. Цель метода - определение ароматических углеводородов, входящих в состав углеводородной смеси.

Определение группового состава методом анилиновых точек

Одной из характеристик углеводородов служит анилиновая точка. Определение анилиновых точек [76] основано на неодинаковой растворимости углеводородов различных рядов в полярных растворителях.

При расчетах пользуются табличными данными, где каждой анилиновой точке парафинонафтеновой части фракции соответствует фракция, состоящая из нафтенов и парафинов. [56]

Определение йодного числа по Маргошесу

Йодным числом называется масса йода в граммах, присоединяющегося к 100 г исследуемого вещества в определенных условиях. Зная йодное число, можно рассчитать содержание непредельных углеводородов в исследуемой фракции по формуле: 

ичм

254

где: М - средняя молекулярная масса фракции. [57]

Определение йодного числа проводилось по методу Маргошеса [79].

3.2.3.5.Определение молекулярного веса криоскопическим методом Согласно правилу Рауля — Вант-Гоффа [80], в разбавленных растворах осмотическое давление прямо пропорционально молекулярной концентрации, причем оно зависит только от числа молекул, растворенных в определенном количестве растворителя, а не от их химической природы. Поэтому для определения молекулярного веса используют часто величины, находящиеся в простой зависимости от осмотического давления. Молекулярный вес нефтяных фракций чаще всего устанавливают криоскопическим методом, основанным на определении температуры замерзания чистого растворителя, а затем растворителя с добавлением исследуемого вещества [58].

Н=

3.2.3.6. Дизельный индекс

ди=

Вследствие существования тесной связи между поведением топлива в дизельном двигателе и углеводородным составом этого топлива предложен метод лабораторного определения качества топлива по так называемому дизельному индексу [59]. Если с! - удельный вес топлива при 15°/15°, а А -его анилиновая точка в °С, то дизельный индекс:

(1,8А+32)( 141,5-131,5с]) 100с!

3.2.3.7.Определение кинематической вязкости.

Определение кинематической вязкости нефтепродуктов осуществлялось при 100 °С в соответствии с методикой, описанной в работе [81]. 

Определение температуры застывания

Определение температуры застывания проводилось в соответствии с методикой, описанной в работах [82, 83].

Определение температуры размягчения, способ «кольца и шара»

Температура размягчения битума, определяемая данным способом, является понятием условным, т.к. она выражает не истинную температуру плавления исследуемого продукта, а лишь тот температурный интервал, во время которого битум в строго стандартных условиях приобретает капельно-текучее состояние .

В качестве способа определения температуры размягчения использовался способ, описанный в работе [84, 85].

Глубина проникновения иглы - пенетрация

Под проницаемостью или мягкостью битумов подразумеваются их свойства оказывать то или иное сопротивление входящей в них игле при постоянной нагрузке и определенной температуре. Испытание битумов на глубину проникновения иглы дает возможность судить о степени их мягкости и консистенции.

Для определения пенетрации битумов использовали методику согласно ГОСТ 2400-51 [85].

Определение температуры вспышки

Для определения температуры вспышки использовали методику, описанную в работах [86, 87].

Определение октанового числа

Топливо представляет сложную смесь различных углеводородов, антидетонационные свойства которых различны.

Определение октанового числа проводилось по моторному методу [88].

3.3. Результаты коксования

После окончания процесса коксования были получены следующие продукты: дистиллят - визуально непрозрачная жидкость темного цвета. По высоте слоя дистиллята идет расслоение слоев нефтепродукта и воды; кокс - темное сыпучее вещество, при поджоге обеспечивает равномерное бездымное шаянье; газ - имеющий запах копчености, при поджоге на выходе из реактора обеспечивал равномерное горение. Полученные продукты были проанализированы.

Полученный кокс по своей структуре хрупок и сыпуч. По внешнему виду он полностью повторяет форму того типа отходов, который использовался в эксперименте. Качественному анализу кокс не подвергался. Целесообразно после опрессовки и формирования брикетов использовать их в качестве твердого топлива.

Газообразные продукты, которые отбирались в газовую бюретку по ходу процесса коксования, анализировались на газоанализаторе ВТИ-2 и хроматографе СЯОМ-4. Результаты расчета обрабатывались методом нормировки площадей (таблица 13). Предварительный анализ показывает, что наибольшее количество СО (до 40 - 45 % моль.) выделяется из смеси полугудрона с бумагой, с органикой и в опыте со смешанным сырьем. Соответственно калорийность этого газа будет ниже, а в целом полученный газ можно использовать в качестве топочного для обогрева реактора коксования отходов.

Дистиллят коксования разгонялся с отбором бензиновой фракции до 200 °С и остатка свыше 200 °С. Полученную бензиновую фракцию разделяли на делительной воронке с выделением углеводородной части и воды. Анализ полученных результатов (таблица 12) показывает, что наибольшее количество воды было получено из опытов с бумагой - 12 % масс, органикой - 39 % масс, и смешанным сырьем - 36 % масс. Следовательно, при переработке таких видов отходов необходимо решать вопрос о вторичной утилизации получаемых кислых вод. Для кислых вод определялся показатель рН, данные для каждого опыта приведены в таблице 14.

Для выделенной углеводородной части бензиновой фракции определялось йодное число (таблица 14) и групповой состав (таблица 15).

Полученный остаток фракция >200 °С является самым весомым в массовом отношении по сравнению с другими продуктами коксования, его выход составляет от 35 до 50 % масс. Фракция имеет слегка прозрачный коричневатый цвет и пригодна для использования в качестве печного топлива, либо в качестве рециркулята может быть введена обратно в процесс коксования.

Предложено использовать данную фракцию в качестве сырья для процесса получения битума, с целью увеличения глубины отбора товарных нефтепродуктов и расширения ассортимента производимой продукции.

Таким образом, проведенное апробирование использования процесса коксования для переработки органической части твердых бытовых отходов в смеси с жидкими углеводородами показало, что процесс протекает стабильно в диапазоне 400-450 °С при равномерном первоначальном нагреве сырья со скоростью 100 °С/час. Получены жидкие углеводородные продукты коксования широкого фракционного состава, вода и кокс.

№	ТБО	Навеска, г		Вес приемника, г	Вес абсорбера, г	Кокс, г	Газ, г	Выход п	родуктов, % мае. на сырье
		Полугудр он	ТБО					Дистиллят	Масса абсорбера	Кокс	Газ+ потери
1	-	50	-	35,0	2,0	2,0	11,0	70,0	4,0	4,0	22,0
2	Бумага	10	40	21,3	2,0	14,0	12,7	42,6	4,0	28,0	25,4
3	Резина	ю	40	28,0	2,0	3,0	17,0	56,0	4,0	6,0	34,0
4	Бутылки	10	40	16,7	1,3	16,0	16,0	33,3	2,7	32,0	32,0
5'	Шприцы	10	40	18,5	1,0	23,0	7,5	37,0	2,0	46,0	15,0
6	Органика	10	40	23,0	2,0	18,5	6,5	46,0	4,0	37,0	13,0
7	Смесь	10	40	31,0	1,0	4,0	14,5	62,0	<span class="dash041e_0441_043d_043e_0432_043d_043e_0439_0020_0442_0435_043a_0441_0442_0020_00289_0029__