книги / Нефтяной углерод

Рис. 73. Зависимость, депрсссорных свойств присадок от фракционного состава кероснно-газойлевы*, фракций коксования.

Максимальная депрессия наблюдается для фракций с к. к. 330 °С, ниже и выше этой точки депрессия снижается. Ниже 320 °С со­ держание структурообразующих элементов в системе сильно уменьшается и депрессор оказывает незначительное влияние на низкотемпературные свойства.

При температуре конца кипения фракции выше 330 °С возра­ стает содержание полициклических ароматических, парализую­ щих эффект действия депрессора. При к. к. выше 360 °С в систе­ ме появляются твердые парафиновые углеводороды, структуриро­ ванию которых при небольших их концентрациях препятствует депрессор. При достижении высокой концентрации твердых пара­ финов (при наличии фракции с температурой конца кипения выше 460 °С содержание твердых парафинов возрастает) начина­ ется структурирование, и эффект действия депрессора сни­ жается.

На глубину депрессии керосино-газойлевых фракций при раз­ личных степенях наполнения заметное влияние оказывают, кроме состава дисперсинной среды, качество и концентрация дисперс­ ной фазы. Так, чем меньше молекулярная масса и чем больше со­ держание асфальтенов в депрессоре — крекинг-остатке, подвергну­ том термодеструкции, тем глубина депрессии выше.

Состав депрессора и его природа (пространственная структура его молекул) также оказывают существенное влияние на депрес­ сию, обусловливая сложный характер хода кривых (рис. 74). При добавлении крекинг-остатка в систему изменяется отношение структурированных компонентов к неструктурированным, что влияет на температуру застывания системы.

Экспериментальные исследования Загидуллина и Олькова ([48] показали, что изменением глубины термоконденсации гудро­

термоконденсации гудрона арланской нефти увеличивается деп­ рессия, и максимальный ее эффект выявляется в области более

ТАБЛИЦА 26. Зависимость депрессирующей способности гудронов от глубины их термоконденсации

высоких степеней наполнения керосино-газойлевой фракции тер­ моконденсированным гудроном.

Результаты .проведенных исследований показали, что при до­ бавлении к керосиновым фракциям замедленного коксования (или к легкой фракции каталитического крекинга), выкипающим в пре­ делах 200—360 °С, 200—340 °С и 200—320 °С, крекинг-остатков от переработки гудронов сернистых и высокосернистых нефтей (1— 5% масс.) можно получить нефтяные дисперсные системы, обла-

Рис. 74. Влияние природы депрессора на глубину депрессии керосино-газойлевой фракции? / — гудрон; 2 — остаточный крекинг-остаток; 3 — дистиллятный крекинг-остаток.

Рис. 75. Влияние температуры и длительности термокоиденсации гудрона на глубину депрес­ сии керосино-газойлевой фракции.

Температуры тсрмокондсисации, °С: 1 - 340;. 2 — 360; 3 - 380; 4 — 420.

Удельное сопротивление сддагу/Ш ч

Рнс. 70. Прочность лримерзання различных горных пород к металлической поверхности.

Без профилактики:

1 — руда; 2 — песок; 3 — глина. С профилактикой нногрпном: 4 — руда; 5 — песок; 6 — глина.

Рис. 77. Зависимость полноты выгрузки породы от температуры:

/ — без профилактики; // — профилактика с раствором СаСЬ; / / / — профилактика смазкой нногрин.

/ — песок; 2 — глина; 3 — опока.

дающие хорошими смазывающими и низкотемпературными свой­ ствами. Такие системы можно использовать как профилактические средства.

Образцы профилактического средства, отвечающего ТУ 38 1015—70 (табл. 27), были испытаны на прочность примерзания к поверхностям транспортного средства насыпных грузов в зависи­ мости от их влажности и температуры. Показано, что с понижени­ ем температуры прочность адгезионной пленки профилактического средства повышается; при этом контакт частиц сыпучего мате­ риала со стенкой исключается, в результате чего примерзание по­ род снижается в 5—8 раз.

Влияние ниогрина на примерзания различных горных пород к металлической поверхности показано на рис. 76. Из рисунка вид­ но, что в присутствии ниогрина примерзание железной руды влаж­ ностью 11% уменьшается в 8 раз, песка влажностью 12%— в 5 раз, глины влажностью 21 % — в 3 раза.

По лабораторным исследованиям, разовое покрытие стенок думпкара ииогрином при перевозке глины можно использовать дважды, причем, чем выше влажность породы, тем больше эффек­ тивность действия покрытия.

В результате контакта профилактической смазки с поверхно­ стью транспортного средства образуется гидрофобный слой. При этом в первую очередь на этой поверхности адсорбируются компо­ ненты профилактического средства с высоким адсорбционным по­ тенциалом (асфальтены, смолы и др.). Прочность гидрофобного слоя зависит от соотношения компонентов в профилактической

смазке. В результате расслоения гидрофобного слоя его прочность возрастает. Это в какой-то мере подтверждается данными об из­ менении углеводородного состава гидрофобной пленки, приведен­ ными в табл. 28.

На рис. 77 показана зависимость полноты выгрузки породы от температуры ее профилактирования. После профилактирования смазкой ниогрин полнота выгрузки породы достигается при тем­ пературах до —30 °С. Полученные в лабораторных условиях дан­ ные полностью подтвердились в промышленности. Выгрузка из лрофилактированных смазкой думкаров была практически пол­ ной, поверхность их сохранялась чистой.

В непрофилактированных думпкарах оставшаяся после вы­ грузки порода занимала от 10 до 60% их емкости, что требовало дополнительных затрат труда на механическую чистку. С 1969— 1977 гг. ниогрин с температурами застывания от —25 до —35 °С внедрен более чем на 70 горнодобывающих предприятиях страны, в том числе на Магнитогорском металлургическом комбинате, на

* Смолы десорбированы спирто-бензольной смесью н бензолом.

Соколовско-Сарбайском обогатительном комбинате, на комбинате «КМАруда», на участках объединения «Якуталмаз» и др. На рис. 78 приведена схема установки для обработки думпкаров про­ филактической смазкой ниогрин [113].

Рис. 78. Схема установки для обработки думпкара профилактнческой смазкой ниогрин:

вания ниогрина; 8 — площадка для обслуживания консоли н форсунок; 9 — поворотная стой­ ка; 10 — гндроцнлнндр.

Рис. 82. Схема комплексного использования профилактических средств нефтяного происхож­ дения.

I, I I , I I I — варианты.

повторную — не более 0,8 л/м2. Проведенные испытания показали, что размыва дорожного покрытия при выпадении атмосферных осадков не было. На карьерных дорогах, покрытых универсином, пылеобразования не наблюдалось в течение 30 суток.

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИДКОНАПОЛНЕННЫХ СИСТЕМ

Жидкон аполненные системы, к которым относятся профилактиче­ ские смазки, можно использовать в промышленности в том случае, если они не загрязняют окружающую среду, не ухудшают каче­ ства перевозимого груза или не влияют на технологию его даль­ нейшей .переработки. Только 1при соблюдении этих условий жид-

конаполненные системы можно беспрепятственно использовать в смежных с нефтеперерабатывающей промышленностью отраслях. Наилучшие результаты при использовании профилактических средств достигаются в .процессе перевозки и переработки углей.

При обработке указанным профилактическим средством атмос­ фера и почва не загрязняются нефтепродуктом, содержащимся в массе угля. Этот нефтепродукт (профилактическое средство) мо­

жет улучшить показатели процессов подготовки уменьшить пылеобразование при размоле, увеличить насыпную массу шихты) и переработки коксующихся углей, превращаясь при коксовании в газ и химические продукты (бензол, толуол, нафталин и др.). В некоторой степени такой же эффект достигается и при перевоз­ ке обработанных профилактическим средством нефтяных коксов.

На рис. 82 показана схема комплексного использования про­ филактических средств нефтяного происхождения.

В. А. Максютов [73] показал, что профилактическая смазка, нанесенная послойно (3 слоя) в количестве 1—1,5% на угли ма­ рок «К» и «Ж» влажностью 8—9%, предотвращает их смерзание при —35 °С. Создание безотходной технологии использования жидконаполненных систем в максимальной степени отвечает тре­ бованиям защиты окружающей среды; для реализации такой тех­ нологии в наибольшем объеме необходимо:

а) определить смерзающиеся грузы, при обработке которых профилактической смазкой нефтяного происхождения не ухудшит­ ся их качество или не изменится технология его дальнейшей пере­ работки;

б) разработать технологию обработки профилактической смаз­ кой, позволяющую равномерно смешивать такую смазку с перево­ зимым грузом;

в) на местах погрузки и выгрузки обработанных смазкой гру­ зов создать необходимые санитарно-гигиенические условия труда.

ГЛАВА IX

ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС В ПРОИЗВОДСТВЕ И ПРИМЕНЕНИИ НЕФТЯНОГО УГЛЕРОДА

Производство и дальнейшая переработка углеродистых материалов являются многостадийными. Процессами их производства и дальнейшей переработки уп­ равляют работники, находящиеся территориально друг от друга на далеких расстояниях. Для обеспечения высокой скорости и степени протекания отдель­ ных стадий процессов с минимальными затратами, своевременного и экономич­ ного перемещения нефтяного углерода из одного передела в другой с сохране­ нием его качества, лучшей координации организационных вопросов необходимы составление математических моделей, оптимизация производства и управление отдельными технологическими стадиями и системами в каждой отрасли, свя­ занной с производством и применением углеродистых материалов.

К наиболее важным задачам в производстве, облагораживании и примене­ нии углеродистых материалов относятся следующие:

разработка комплексных процессов производства, облагораживания и при­ менения углеродистых материалов, а также создание на этой основе безотход­ ной технологии;

оптимальное размещение процессов производства, облагораживания и при­ менения нефтяного углерода;

укрупнение и комбинирование — создание установок большой единичной мощное и;

математическое моделирование и опти изация процессов производства неф­ тяного углерода;

создание автоматизированных систем управления производством нефтяного углерода.

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА, ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Задачей исследователей, проектировщиков и производственников является созда­ ние на предприятиях безотходной технологии, при которой рационально ис­ пользуются природные ресурсы окружающей среды от загрязнений. Загрязни­ тели (твердые, жидкие и газообразные) могут образовывать с водой, воздухом н почвой коллоидные системы, от устойчивости которых в значительной мере за­ висит чистота окружающей среды.

Нанлучшне результаты по защите окружающей среды достигаются при во­ влечении всех отходов в производство. При этом часто повышается выход це­ левого продукта в расчете на исходное сырье и, следовательно, улучшаются технико-экономические показатели предприятия. Наибольший эффект безотход­ ной технологии достигается в общем масштабе народного хозяйства, когда отход одной отрасли является необходимым сырьем другой отрасли.

В нефтеперерабатывающей промышленности внедряют различные процес­ сы, отходы которых можно использовать в другой отрасли. Например, при пе­ реработке в процессе коксования сернистых и высокосернистых нефтей получают коксы со значительным количеством серы (3—8%), который мало пригоден* а пределах отрасли, но может быть использован в качестве восстановителя и сульфидизатора при осуществлении ряда технологических процессов в химиче­ ской промышленности и цветной металлургии. Таким образом, объединение нефтеперерабатывающих заводов, предназначенных для глубокой переработки сернистых и высокосерннстых нефтей с включением процессов коксования, с от­ раслями, потребляющими сернистый и высокосерннстый кокс — отход произ­ водства— является весьма целесообразным.