ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КАВИТАЦИИ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА ТОВАРНОГО МАЗУТА Аистов Н.М.,Моисеева Л.С.

ООО Московская Новационная Компания


Номер: 2-3
Год: 2017
Страницы: 55-57
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

ультразвуковой гидродинамический генератор (УЗ-генератор), кавитация, висбрекинг, гудрон, hydrodynamic ultrasonic generator (US-generator), cavitation, visbreaking, tar

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Текст научной статьи

Для обеспечения устойчивого развития нефтяного комплекса и повышения экономической эффективности переработки и транспортировки нефти необходимо ускоренное внедрение комплекса технологических и организационных инноваций. Многочисленными исследованиями установлено, что ультразвуковые колебания способны диспергировать, эмульгировать вещества, изменять их агрегатное состояние, влиять на скорости химических реакций, диффузии в растворах, кристаллизации веществ из растворов и их растворение. В различных отраслях промышленности нашли применения проточные кавитационные гидродинамические диспергаторы (ГДД), работающие на основе энергии потока жидкости без использования подвижных элементов. В частности, в нефтяной промышленности для: - скважинной обработки нефти с целью устранения асфальтено-смоло-парафиновых отложений (АСПО) на стенках насосно-компрессорных труб и увеличения выхода легких фракций из обработанной в скважине нефти при крекинге; - подготовки нефти перед транспортировкой, в результате уменьшается вязкость нефти и отложения на стенках труб из-за деструкция парафинов; - предкрекинговой обработки нефти с целью увеличения выхода легких фракций; создание не колонных схем получения легких фракций из нефтяного сырья. Технологические преимущества вихревого ГДД: возможность обработать многофазный продукт; простота внедрения установки в существующую технологическую схему; отсутствие вращающихся деталей, что обеспечивает максимальную продолжительность её использования. Перспективным является исследования и разработка ГДД проточного типа с резонансной пластиной для воздействия на жидкие остаточные продукты нефтепереработки с целью улучшения показателей кинематической вязкости и температуры вспышки. Такой подход позволяет снизить затраты при производстве мазута за счет уменьшения количества вовлекаемого в данный процесс. Так как большинство технологий производства товарного мазута, использующихся на НПЗ РФ, предусматривает компаундирование высокомолекулярных продуктов (гудрон, висбрекинг остаток, тяжелые газойли и др.) с разбавителем - вакуумным газойлем, дистиллятами дизельной фракции. Однако разбавитель является дорогостоящим товарным продуктом. Задача снижения издержек при производстве мазута решается путем уменьшения количества разбавителя, вовлекаемого в процесс. Результат достигается за счет создания в потоке рабочей жидкости ультразвуковой кавитации, создающей ударные нагрузки, разрушающие ассоциаты молекул, а в ряде случаев и молекулярную структуру углеводородов, что приводит к снижению вязкости исходного продукта. В ходе выполнения работы определены значения частоты и интенсивности УЗ поля, при которых эффект от воздействия на структуру гудрона максимален. Разработан и испытан в условиях действующего производства промышленный образец модуля гидродинамической обработки гудрона. Применение модуля ГДД с производительностью не менее 20 куб. м/ час при исходной кинематической вязкости рабочей жидкости 100 - 2000кв. мм/с, позволяет достигнуть снижения кинематической вязкости и температуры вспышки продукта на 22% и более. На НПЗ ООО «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтепереработка» г. Ухта, Республика Коми проведена реконструкция атмосферной и вакуумной колонн. В результате кинематическая вязкость гудрона на выходе АВТ увеличилась со 150 кв.мм/с до 2000 кв.мм/с. Как следствие, существенно увеличилось количество газойля , вовлекаемого в процесс производства мазута в качестве разбавителя гудрона. Возросли издержки данного процесса. На предприятии прошли испытания ГДД, цель которых улучшения качества товарного мазута путем применения ультразвукового генератора, создающего кавитацию при обработке сырья. При этом решались задача: - проведение - физико-химического анализа сырья и продукта колонны висбрекинга. В качестве сырья висбрекинга, используется гудрон - чёрная смолистая масса, получающаяся после отгона и переработки нефти на предыдущих стадиях. Главные составные части гудрон: длинноцепочечные и циклические углеводороды, твердые асфальтообразные компоненты (асфальтены, карбены, карбоиды), смолистые вещества кислотного характера (асфальтогеновые кислоты и ангидриды). Плотность гудрона 0,95-1,0 г /см3, вязкость при 100 °С 18-45 градусов ВУ (Градус Энглера). Физико - химические характеристики сырья, направляемого на установку висбрекинга представлены в таблице 1. Физико - химические характеристики висбрекинг-остатка при 20-ти часовом пробеге приведены в таблице 2. Установлено, что плотность сырья при проведении испытаний колебалась в пределах 964 -969 кг/мЗ , вязкость изменялась от 158 до 164 мм2/с, коксуемость и температура вспышки оставались постоянными. Плотность остатка колебалась в пределах 962 -965 кг/мЗ , вязкость снизилась значительно и изменялась в пределах от 50 до 55 мм2/с, температура вспышки также значительно понизилась с 252°С до 144 °С в открытом тигле, а содержание общего осадка стало немного ниже нормативного. Таблица 1 Физико - химические характеристики сырья установки висбрекинга при 20-ти часовом пробеге Показатели Норма Среднее Минимум Максимум Кол-во партий Плотность при 20° С, кг/мЗ, не более не нормир. 966,4 964,6 968,3 7 Температура вспышки, в открытом тигле, °С, не ниже не ниже 180 252 252 252 1 Коксуемость - 13,2 13,2 13,2 1 Вязкость кинематическая при 100°С,мм2/с не менее 40 161,1 158,3 163,9 2 Таблица 2 Физико - химические характеристики висбрекинг-остатка при 20-ти часовом пробеге Показатели Норма Среднее Минимум Максимум Кол-во партий Плотность при 20о С, кг/мЗ не нормир. 963,8 962,4 964,5 7 Вязкость кинематическая при 100 °С, мм2/с, не более не более 50 52,68 50,92 54,7 4 Температура застывания, °С, не выше 12 12 12 1 Содержание общего осадка не более 0,08 0,064 0,055 0,075 4 Температура вспышки в открытом тигле, °С 144 144 144 1 Выводы. Полученные результаты промышленных испытаний показывают перспективность применение технологии, использующей ультразвуковую кавитацию, создаваемую УЗ- генератором для улучшения качества товарного мазута. Суть такой технологии заключается в генерации за счет кинетической энергии жидкости ультразвуковых колебаний высокой интенсивности. В результате воздействия ультразвука на жидкость происходит дробление (диспергация) частиц на молекулярном, нано уровне. Было разработано, испытано и промышленно внедрено устройство, реализующее данный эффект и получившее название гидродинамический диспергатор (ГДД), Получены разрешительные документы Росстандарта и Ростехнадзора. Основные технические решения защищены патентами РФ. Достигнутые результаты позволяют сделать вывод о возможности промышленного использования ГДД в широком спектре коммерческих проектов Внедрение технологии ультразвуковой обработки сырья, поступающего на НПЗ позволяет снизить и оптимизировать затраты предприятия, что является важнейшим направле6ием не только его развития, а не редко и выживания в условиях жесткой конкуренции.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.