Регулируемые фазовые переходы в нефтяных дисперсных системах и интенсификация на их основе прямой перегонки нефти тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат технических наук Антошкин, Александр Сергеевич

• Антошкин, Александр Сергеевич
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Антошкин, Александр Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РЕГУЛИРУЕМЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ В НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ (Литературный обзор)

1.1. Коллоидно-химические представления о нефтях и нефтепродуктах

1.2. Регулируемые фазовые переходы в нефтяных дисперсных системах

1.3. Переход НДС различной химической природы в активное состояние и методы его оценки

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛБЩОВАНШ.

2.1. Объекты исследования

2.2. Методы определения активного состояния сырья

2.2.1. Метод нагрева нефтяного сырья в условиях вынужденной конвекции.

2.2.2. Метод равновесных температур (определение агрегативной устойчивости НДС)

2.2.3. Метод оценки радиуса критического зародыша пузырька пара при кипении бинарных систем

2.2.4. Определение дисперсности НДС.

2.3. Лабораторные методы вакуумной перегонки

2.3.1. Метод перегонки мазута в присутствии добавки на аппарате ЛПРН-1.

2.3.2. Перегонка в колбе Богданова

2.4. Другие методы исследования.

Выводы к главе 2.

ГЛАВА 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ КОЛЛОИДНО-ДИСПЕРСНЫХ СВОЙСТВ

СЫРЫ ПЕРЕГОНКИ.

3.1. Влияние активирующих добавок и массовой скорости сырья на поведение БДС в условиях вынужденной конвекции.

3.2. Влияние поверхностных аспектов на величину критического радиуса шероховатости поверхности при кипении бинарных систем

3.3. Изменение коллоидно-дисперсных свойств мазутов при низких и высоких температурах

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4. ВЛШНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА АРОМАТИЧЕСКОЙ ДОБАВКИ И МАЗУТА НА КСШОЩЮ-ДИСПЕРСНЫЕ СВОЙСТВА СЫРЫ ВАКУУМНОЙ ПЕРЕГОНКИ.

4.1. Выявление активной составляющей ароматического экстракта - модификатора сырья при вакуумной перегонке мазута тюменской нефти

4.2. Влияние химического состава мазута на его способность переходить в активное состояние

Выводы к главе 4.

ЭДАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫШЛЕННОГО ИСПЫТАНИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕГОНКИ НЕФТИ И МАЗУТА С АКТИВИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ.

5.1. Оценка склонности сырья установок ABTta к переходу в активное состояние

5.1.1. Оптимальная концентрация добавки

5.1.2. Оптимальная массовая скорость активированного сырья при нагреве в змеевике печи

5.2. Разработка технологической схемы подачи экстракта в мазут и особенности схемы установок АВТ масло-блока НУ НПЗ.

5.3. Промышленные испытания технологии МИНХ и ГП на маслоблоке Ново-Уфимского НПЗ.

Выводы к главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Регулируемые фазовые переходы в нефтяных дисперсных системах и интенсификация на их основе прямой перегонки нефти»

Существующая в настоящее время диспропорция между увеличением спроса на высококачественные нефтепродукты и темпами роста добычи нефти поставила перед нефтеперерабатывающей промышленностью проблему углубления переработки нефти. В соответствии с решениями, принятыми на ХХУ1 съезде КПСС, основное внимание при этом должно уделяться повышению эффективности ее использования, обеспечению прироста объема производства за счет увеличения производительности труда / I /.

Современный этап развития нефтепереработки характеризуется усиливающимся вниманием ученых и практиков к коллоидно-химическим аспектам поведения нефтяного сырья в различных технологических процессах, а также готовой продукции в условиях хранения и применения. Учет специфических особенностей, присущих дисперсному состоянию нефтяных систем, и факторов воздействия на такие системы позволяет по новому подойти к вопросу интенсификации многих процессов переработки нефти.

Увеличение отбора дистиллятных фракций при перегонке нефти и мазута является важной народнохозяйственной задачей. Наряду с традиционными методами (углубление вакуума, конструирование более эффективного ректификационного оборудования, применение испаряющих агентов и т.п.) эту задачу решает новая технология переработки нефти на основе регулируемых фазовых переходов в дисперсных системах. Главные ее принципы разрабатываются в МИНХ и ГП им.И.М. Губкина. В основу этой технологии положено установленное профессором Сюняевым З.И. явление экстремального и антибатного изменения размеров ядра и сольватной оболочки сложно-структурной едини-XCCEl , v

1Щунефтяной дисперсной системы (ЦЦС) под действием внешних сил. Это делает возможным переводить такую систему в активное состояние, которое определяется экстремальным значением соотношения размеров указанных составляющих частиц дисперсной фазы. В результате изменения размеров ССЕ возникают эффекты, ранее неизвестные в литературе. Переработка активированного сырья, имеющего в случае перегонки минимальный размер ядра сложно-структурной единицы, позволяет существенно улучшить количественные и качественные поактуальной, казатели процесса. Поэтому^ задачей является установление закономерностей перехода нефтяных дисперсных систем в активное состояние в условиях существующей технологии переработки нефти.

Цель работы. Исследование и разработка на основе принципов физико-химической механики способов достижения активного состояния нефтяной дисперсной системы, образующейся при кипении нефтяного сырья. Создание методов определения активного состояния дисперсных систем как нефтяного, так и не нефтяного происхождения. Исследование влияния природы дисперсной фазы и состава дисперсионной среды на характер их взаимодействия, а также выявление активного начала ароматической добавки, переводящей мазут нефти в активное состояние. Определение оптимальных условий переработки активированного сырья на промышленных установках АВТ.

Научная новизна. Показано соответствие между изменением свойств ЦЦС, определяемых размером частиц дисперсной фазы, при низких (вблизи температуры застывания) и высоких (при кипении) температурах. Установлена экстремальная зависимость эффективности действия добавки от интенсивности подвода энергии к ЦЦС. Совместно с аспирантом Аладышевой Э.З. впервые выявлена активная фракция ароматической добавки, играющая решающую роль при переводе ЦЦС в экстремальное состояние. Исследована способность нефтяного сырья различной химической природы переходить в активное состояние при введении модификатора. Обнаружена полиэкстремальная зависимость критического радиуса шероховатости поверхности и вместе с ним радиуса критического зародыша паровой фазы при кипении бинарных смесей вода-спирт от соотношения компонентов в них.

Практическая ценность. На основании проведенных исследований показано, что введение ароматической добавки в мазут является, необходимым, нош достаточным условием интенсификации его вакуумной перегонки в условиях реального технологического процесса. Вторым условием, позволяющим достигнуть ожидаемых результатов, является оптимальная массовая скорость нагрева сырья в змеевике нагревательной печи установки £ВТ, которая косвенно характеризует интенсивность подвода анергии к НДС. Предложены экспресс-методы определения оптимальной концентрации добавки, переводящей НДС в активное состояние, а также разработан простой метод оценки радиуса критического зародыша паровой фазы при кипении бинарных смесей. В результате проведения промышленных испытаний новой технологии на установках АВТ маслоблока НУ НПЗ обнаружен интервал изменения оптимальной массовой скорости нагрева активированного мазута, который составляет 600-1300 кг/(с^м ). Цри этом получен прирост выхода масляных фракций на 3-5$ масс, в расчете на мазут. Вместе с увеличением выхода вакуумных дистиллятов происходит рост выхода светлых нефтепродуктов. Это связано с особенностями технологической схемы установок АВТ, участвующих в испытаниях. Суммарный прирост выхода дистиллятных фракций при оптимизации концентрации добавки в мазуте и скорости его нагрева составил примерно 4% масс, в расчете на нефть.

ШВА I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РЕГУЛИРУЕМЫХ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ В НЕФТЯНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМАХ (Литературный обзор)

При переработке нефтяного сырья в большинстве технологических процессов происходит образование или разрушение дисперсных систем. Поэтому изучению закономерностей фазовых переходов в таких системах уделяется большое внимание. Эту задачу решает интенсивно развиваемая в настоящее время физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем (НДС) - научная дисциплина, возникшая на стыке физической и коллоидной химии, а также химической технологии переработки нефти и газа.

I.I. Коллоидно-химические представления о нефтях и нефтепродуктах

Нефть и большинство нефтепродуктов являются сложными смесями, которые состоят из углеводородов и гетероатомных органических соединений различного химического строения и молекулярной массы, в неодинаковой степени склонных к межмолекулярным взаимодействиям. Эти взаимодействия могут вызвать ассоциатообразование в нефтяном сырье за счет налаживания в зависимости от условий либо физических, либо физико-химических и химических связей между молекулами. Появление ассоциатов в нефтяном сырье переводит его в качественно новое состояние, которое характеризуется совокупностью свойств, присущих коллоидным объектам. Эта концепция положена в основу современных представлений о строении нефтей и нефтепродуктов / 20,24,35,80-83,99,100 /.

Ассоциатообразование, то есть склонность при определенных условиях к межмолекулярным взаимодействиям, в основном свойственно высокомолекулярным соединениям (ВМС), присутствующим в нефти. Однако до сих пор исследователи не пришли к единому мнению о том, какие именно вещества относить к высокомолекулярным, а какие - к низкомолекулярным соединениям (НМС). Так например, в химии полимеров к ВМС относят вещества с молекулярной массой 5000 и выше / 100 /. Вместе с тем ряд авторов считает, что к высокомолекулярным можно отнести соединения, молекулярная масса которых равна 1000 / 75 / или даже 400 у.е. / 73 /. По мнению Сюняева З.И. / 81 /, при условном делении соединений нефти к ВМС можно отнести вещества, способные к ассоциации при обычных температурах (0-40°С). Они концентрируются в остаточных нефтепродуктах, таких, как гудроны, крекинг-остатки, пеки, битумы и т.п. Все остальные нефтяные фракции и сама нефть при таком делении относятся к системам с различным соотношением НМС и ВМС. Этот подход представляется наиболее рациональным при исследовании свойств нефтяного сырья при обычных температурах.

Большинство авторов / 33,38,58,72,80,100 / считают причиной склонности ВМС нефти к ассоциации силы Ван-дер-Ваальса,, которые являются результатом трех видов взаимодействий между молекулами вещества. Ориентационные силы возникают между молекулами, представляющими собой постоянные диполи. Впервые они были исследованы Кеезомом / 119 /. Взаимодействие между неполярными и полярными молекулами обусловлено индукционными силами / 115 /. В связи с тем, что соединения нефти неполярны^^обладают слабым диполь-ным моментом, решающая роль в межмолекулярных взаимодействиях в таких системах принадлежит дисперсионным или так называемым лонг доновским силам / 120 /, которые обусловлены притяжением между флуктуационно возникшим диполем в одной молекуле и наведенным им дипольным моментом другой молекулы. При взаимодействии отдельных молекул дисперсионной составляющей может принадлежать более половины всей энергии притяжения, вплоть до I0Q% для неполярных углеводородов. Существенной особенностью лондоновских сил является их, так сказать, "арифметическая" аддитивность (по крайней мере, приближенная): для двух объемов конденсированной фазы,разделенных зазором, имеет место суммщювание притяжений отдельных молекул. Роль дисперсионной составляющей особенно велика при взаимодействии молекул конденсированных фаз на больших (по сравнению с молекулярными размерами) расстояниях. Суммарный дипольный момент макроскопических фаз в большинстве случаев равен нулю: составляющие их постоянные диполи, если таковые имеются, ориентируются в пространстве так, чтобы их электрические поля взаимно нейтрализовали друг друга. Нацротив, каждая молекула данной фазы будет поляризоваться под влиянием флуктуирующих диполей другой фазы и взаимодействовать с ними. Поэтому на больших расстояниях взаимодействие молекул конденсированных фаз, а тем самым и образуемых ими частиц, практически полностью обусловлено дисперсионными силами. Авторы / III / считают, что этот случай особенно существенен при взаимодействии частиц дисперсной фазы через тонкие прослойки дисперсионной среды.

Некоторые исследователи указывают, что наряду с физическими при образовании ассоциатов ВМС протекают слабые химические взаимодействия между молекулами за счет образования водородных связей / 57,108,110 /. Молекулы бензола, например, могут образовывать друг с другом две водородные связи С-Н . С^- ( С уг -орбиталь второй молекулы бензола). Причем каждая молекула может иметь до шести таких связей с энергией образования каждой 3-7 w , „ # ™ / .возможность, кДж/моль. В / 109 / обсуждается ^ассоциации жидких алканов за счет образования водородных связей С-Н . С. Энергия образования этих связей зависит от типа углеродного атома: первичный, может. вторичный, третичный, иусоставлягь примерно 2-4 кДж/моль.

В результате межмолекулярных взаимодействий ВМС в нефтяном сырье происходит образование ассоциатов и комплексов, получивших общее название надмолекулярных структур. Надмолекулярная структура является составной частью дисперсной фазы нефтяных дисперсных систем. В качестве же термина для обозначения структурного элемента ЦЦС (частицы дисперсной фазы) в настоящее время широко используется понятие "сложно-структурная единица" (ССЕ) / 80/. Сложно-структурная единица - это элемент структуры нефтяной дисперсной системы преимущественно сферической формы, способный к самостоятельному существованию при данных неизменных условиях и построенный из компонентов нефтяного сырья в соответствии с их склонностью к межмолекулярным взаимодействиям /89/.4 Она состоит из более упорядоченной внутренней области (или ядра), которую образует надмолекулярная структура, и сольватной оболочки, окружающей ядро. ССЕ находится в дисперсионной среде. Совокупность сложно-структурных единиц и дисперсионной среды образует нефтяную дисперсную систему. Такова современная модель строения нефти и нефтепродуктов.

Сюняевой Р.З. /89 / цроведено обобщение и сравнение всех используемых в научно-технической литературе терминов для обозначения дисперсной фазы нефтяных дисперсных систем. Отмечается,что понятие "ССЕ" является наиболее общим. Действительно, в образовании ССЕ могут принимать участие молекулы любого строения, в том числе и дифильного, склонные к межмолекулярным взаимодействиям. Кроме того, размеры ядра и сольватной оболочки сложно-структурной единицы могут быть переменными. Они определенным образом зависят от внешних условий.

Первую попытку создать модель строения ССЕ предпринял Щюй-фер / 122 /. Согласно его модели, степень ароматичности углеводородов, составляющих структурную единицу асфальтенсодержащей системы, убывает по направлению от центра к периферии. В ядре находятся более склонные к межмолекулярным взаимодействиям высокомолекулярные полициклические соединения. В / 121 / указывается, что при образовании ядра ССЕ энергетически более выгодным является такое положение гетероорганических соединений, содержащих полярные группы (СООН, СО, ОН и т.п.), при котором на его поверхности находятся углеводородные радикалы.

С появлением таких современных методов исследования, как рентгеноструктурный и электройномйкроскохгическйй анализ, ЯМР, ЭПР и другие, в литературе все чаще стали появляться сведения о строении структурных единиц ЦЦС. Цри исследовании надмолекулярной структуры асфальтенов было обнаружено, что их размеры составляют 5-38 нм / 3 /. Цричем при утяжелении нефтяного остатка наблюдаются более крупные ассоциаты. При помощи рентгеноструктурно-го анализа рядом авторов было установлено, что надмолекулярную структуру асфальтенов образуют пачки (полиядерные двухмерные пластины) общей толщиной 1,6-2,0 нм / 39,116,117 /. При элек-тронномикроскопическом определении размеров надмолекулярных структур асфальтенсодержащих систем были обнаружены структуры величиной 5 / 123 / и 10 нм / 112 /.

Ядро ССЕ может быть образовано не только из высокомолекулярных полициклических углеводородов и соединений. Большой склонностью к межмолекулярным взаимодействиям обладают парафиновые углеводороды. Алкановые цепочки на своих концах имеют диффузные , электрические слои с минимальной толщиной, обусловленные группами -СНд / 15 /. Это вызывает образование при определенных условиях (например, температуре) физических связей в этих точках. В результате формируется первичный ассоциат, который в зависимости от числа атомов углерода в молекуле может иметь либо сферическую, либо цилиндрическую форму / 103,104 /. В дальнейшем из-за энергетической невыгодности такого состояния ассоциаты цилиндрической формы складываются в пластины. Черножуков Н.И. 103 / показал, что парафиновые углеводороды из растворов формируют кристаллы орторомбического вида за счет ступенчатого образования парафиновых пластин. Казакова Л.П. / 29 / считает, что н-алканы являются основным элементом структур, образующихся в смазочных маслах.

Цри достижении определенной температуры и дальнейшем ее снижении в нефтяном сырье образуются ССЕ с ядром, состоящим из парафиновых углеводородов. За счет межмолекулярных взаимодействий между частицами конденсированной фазы в таких системах формируется пространственная гелеобразная структура, в ячейках которой находится дисперсионная среда. С повышением температуры и снижением молекулярной массы парафинового углеводорода количество ассоциатов в растворе уменьшается. В работах / 23,104 / показано влияние различных добавок к сырью для производства смазочных масел, в том числе поверхностно-активных веществ как .на условия образования и срастания парафиновых ССЕ, так и на их размеры.

В соответствии с классификацией, предложенной Сюняевым З.И. / 83 /, НДС могут быть образованы сложно-структурными единицами, которые отличаются друг от друга не только величиной и качеством ядра (низкотемпературный ассоциат, пар, среднетемпературный ассоциат, кристаллит, газ - результат химических реакций), но

Физическая ССЕ

I тип

П тип

Физико-химическая ССЕ

Ш тип

Химическая ССЕ

1У тип

У тип

Рис. I.I. Типы сложно-структурных единиц по классификации Сюняева. и природой соединений, образующих сольватную оболочку (рис.1.1). Под влиянием внешних условий (например, при изменении температуры) возможен обратимый и необратимый переход некоторых структур друг в друга по схеме / 83 /:

ССЕ I тип - ~ ССЕ П тип CGE У тип физическое пузыреобра- химическое пузыреобра-зование ^ зование

ССЕ Ш тип -ССЕ U тип общий случай

Приведенная схема является общей и охватывает все возможные превращения в ЦДС с жидкой дисперсионной средой. Размеры , тип, концентрация и свойства ССЕ, возникающих в нефтяной системе, зависят от многих факторов. Поэтому применительно к конкретным технологическим процессам и видам сырья могут реализовиваться лишь отдельные ее части. Например, при кипении нефтепродуктов (ректификация, нагревание в печах и теплообменных аппаратах и т.п.) ССЕ I тип ССЕ П тип; при нагревании высококонцентрированных растворов ВМС (коксование, производство битума,пека) ССЕ I тип ССЕ Ш тип —»- ССЕ 1У и У тип.

В ряде исследований / 2,13,82^93 /ив настоящей работе показано, что при переходе от ССЕ 1-го типа к ССЕ П-го и Ш-го типа нефтяное сырье в большинстве случаев находится в молекулярном состоянии и лишь для высококонцентрированных растворов ВМС (асфальтены, битумы, пеки) наблюдается непосредственный переход ССЕ I тип ССЕ Ш тип. Поэтому схему / 83 /, по-видимому, необходимо уточнить следующим образом:

ССЕ П тип ССЕ У тип физическое пузыре- химическое пузы-образование реобразование

ССЕ I тип * Молекулярное /, состояние не- // фтяного сырья! / ^ ССЕ 1У тип

Высококонцентрщю-So ССЕ Ш тип ванный раствор ВМС ^общий случай

Размеры ССЕ оказывают существенное влияние на коллоидно-дисперсные свойства НДС / 80,85 /. Однако литературные данные по степени агрегации ССЕ различных типов и распределению их по размерам до последнего времени были малочисленными, что связано с отсутствием инструментальных методов анализа для таких систем, как нефтяные. Цри помощи гравитационного метода седиментационного анализа ОДурзаковым р.м. установлен размер частиц наивероятнейшей фракции асфальтенов в их разбавленном растворе в н-гептане при различной температуре и содержании смол в дисперсионной среде / 47, 48 /. Он составляет I мкм. Содержание таких частиц в НДС возрастает с увеличением температуры и количества смол. Методом рассеивания рентгеновского излучения под малыми углами установлено / 22/, что коллоидная структура битумов состоит из набора частиц квазисферической формы с размерами от 2,3 до 40 нм. На основании распределения частиц по размерам утверждается, что преобладающим структурным элементом таких НДС являются ССЕ с размером 2,3-3,0 нм.

В последнее время для определения дисперсности ВДС применяется метод с использованием счетчика дисперсных частиц "Коултер". Вергазовой Г.Д. / 18 / было исследовано влияние размеров дисперсных частиц на физико-механические свойства пеков и установлена симбатная зависимость между характером изменения размеров ССЕ в системах с различной концентрацией асфальтенов и структурной вязкостью ЦДС. Средний диаметр частиц дисперсной фазы изменяется в пределах от 1,6 до 2,4 мкм. Ею было экспериментально подтверждено теоретическое положение / 79 / о полиэкстремальном изменении размера ССЕ в модельных системах на основе каменноугольных и нефтяных пеков при увеличении содержания асфальтенов в смеси, а также показана возможность регулирования указанных размеров при помощи различных факторов. В / 93 / приведены результаты определения дисперсности мазутов бакинских нефтей с различным содержанием ароматической добавки. Средний диаметр ССЕ изменяется в пределах 1,3-1,9 мкм. Однако замечательным в этом исследовании, является обнаруженный экстремальный характер зависимости размеров частиц дисперсной фазы от содержания добавки в сырье и ее корреляция о результатами вакуумной перегонки мазутов.

Большое внимание изучению дисперсности и ее связи с другими физико-механическими свойствами НДС уделяют исследователи научного направления, возглавляемого академиком АН КазССР Н.К.Надировым. Исаевым Г.А. / 46/ показано, что нативные асфальтены природных битумов Казахстана образуют ССЕ с преобладающими размерами 2-4 мкм. В /8/ доказана прямая зависимость качества битумов от размеров частиц дисперсной фазы в исходных нефтях. Обнаруженные при помощи счетчика "Коултера" ССЕ исследованных битумов имеют размер 0,710 мкм. Причем при добавлении к битумам 7$ масс, кислого гудрона размеры ССЕ увеличиваются и ускоряется процесс структурирования. Имеется ряд публикаций / 52-54/, в которых приводятся сведения о полвдисперсности и надмолекулярных структурах асфальтенов, полученных из нефтей и киров Казахстана.

На основании приведенного обзора литературы можно заключить, что направленное регулирование толщины сольватной оболочки и надмолекулярной структуры, а значит и размеров ССЕ, позволяет получать ЦЦС с заданными коллоидными свойствами. Это, в свою очередь, дает возможность интенсифицировать многие процессы переработки нефти.

Заключение диссертации по теме «Химия и технология топлив и специальных продуктов», Антошкин, Александр Сергеевич

- 139 -ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Исследовано влияние гидродинамического режима нагрева нефтяного сырья в змеевике печи на дисперсность системы мазут-добавка. Установлено, что для осуществления регулируемого фазового перехода с целью перевода сырья в активное состояние с минимальным размером частиц паровой фазы необходимым условием является оптимальное сочетание двух параметров процесса: концентрации добавки и интенсивности подвода энергии к нефтяной дисперсной системе.

2. Обнаружено экстремальное изменение эффективности действия добавки на коллоидно-дисперсные свойства нефтяных дисперсных систем при низких (вблизи температуры застывания) и высоких (при кипении) температурах в условиях, когда происходит увеличение подвода энергии к таким системам.

3. Установлена корреляция, в том числе при помощи непосредственного измерения распределения частиц дисперсной фазы в нефтепродуктах на счетчике "Коултер", между изменением размеров сложных структурных единиц различного типа, образующихся при низких и высоких температурах, в зависимости от внешнего воздействия на нефтяные дисперсные системы.

4. Разработаны методы определения активного состояния дисперсных систем: I) при нагреве в условиях вынужденной конвекции; 2) метод определения агрегативной устойчивости по равнорадауса, весный температурам; 3) способ оцешси^крггического зародыша пузырька пара при кипении бинарных систем.

5. Изучено влияние химического состава ароматической добавки на коллоидно-дисперсные свойства сырья вакуумной перегонки. Активирующее действие добавки обусловлено наличием в ней веществ, которые концентрируются в основном в ее фракциях,

- 140 состоящих из би- и трициклических ароматических углеводородов.

6. Исследовано влияние химического состава сырья перегонки на его способность переходить в активное состояние в присутствии ароматической добавки. Для мазутов ароматического основания, содержащих 12-14$ масс, смол, при определенной концентрации добавки наблюдается максимальная агрегативная устойчивость, а при перегонке такой смеси выход вакуумных дистиллятов увеличивается на 7-8$ масс. Для мазутов, содержащих 20-25$ масс, смол, при определенной концентрации добавки устойчивость уменьшается и выход дистиллятов снижается на 3-4$ тсс.

7. Проведены промышленные испытания технологии МШХ и ГП на Ново-Уфимском НПЗ, и получен прирост выхода светлых нефтепродуктов 0,5-1,8$ масс, и масляных дистиллятов - 1-3$ масс, в расчете на нефть при перегонке сырья в активном состоянии.

8. Показано, что активное состояние нефтяного сырья при перегонке в промышленных условиях достигается за счет регулирования размеров частиц паровой фазы при помощи оптимального сочетания двух факторов: концентрации добавки и массовой скорости нагрева сырья в печи перед подачей в вакуумную колонну, то есть интенсивности подвода энергии к нефтяной дисперсной системе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Антошкин, Александр Сергеевич, 1984 год

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М., Политиздат, 1981, с.

2. Абдульманов Р.Г. Влияние ароматизированных добавок на коксование при каталитическом крекинге. Автореф. дис. канд. техн. наук. - М., 1983. - 24с. ~

3. Абрамович Г.В., Посадов И.А., Розенталь Д.А. Исследование пространственно-дисперсной структуры нефтяных битумов. -ХП научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов /июнь 1981/: Тез.докл. Уфа, 1982, с.35-37.

4. Аладышева Э.З., Марков В.Л., Матвеева Н.К., Смирнова Л.А. Использование ротационного вискозиметра РЕОТЕСТ-2 для оценки экстремального состояния вакуумных газойлей в присутствии модификаторов. Изв. вузов, сер. Нефть и газ, 1984,3, с. 30-32.

5. Аладышева Э.З., Власенко Л.Я., Глаголева О.Ф., Ккбалина Л.Н. Реологические свойства нефтяных остатков. Химия и технология топлив и масел, 1984, № 4, с. 39.

6. А.с. 1049522 (СССР). Способ получения дистиллятных фракций / Э.З.Аладышева, Л.Д.Власенко, А.И.Самохвалов и др. -Опубл. в Б.И., 1984, Я

7. Алексеев П.М., Шепшелевич М.И., Слуцкая С.М. и др. Изучение скорости коксоотложения в трубчатом змеевике при высокотемпературном нагреве тяжелых нефтяных остатков. -Труды БашНИИ НП, 1975, вып. ХШ, с. 177-184.

8. Амралин А.Ж. Влияние степени дисперсности битума на его физико-химические свойства. Автореф. дис. канд. хим.наук. Ташкент, 1984, 24с.

9. А.с. 791599 (СССР). Способ получения дистиллятных фракций /З.И.Сюняев, Н.А.Мальцев, М.Ф.Сисин, Т.о.Хурамшин. -Опубл. в Б.И., 1980, $ 48.- 142

10. А.с. 941397 (СССР). Способ получения дистиллятных фракций /З.И.Сюняев, Б.П.Туманян, О.Ф.Глаголева и др. Опубл. в Б.И., « 198 , /.

11. А.с. 1049786 (СССР). Способ определения агрегативной устойчивости нефтепродуктов / З.И.Сюняев, Е.В.Смидович, Р.Г.Аб-дульманов и др. Опубл. в Б.И., 1983, }& 39/.

12. Бам В.Я., Сюняев З.И., Хайбулин А.А. Определение предельного напряжения сдвига нефтяных дисперсных систем в широком интервале температур. Нефтепереработка и нефтехимия, 1980, & 4, с. II-I3.

13. Бам В.Я. Исследование активных состояний нефтяного углерода и разработка некоторых направлений его использования в народном хозяйстве. Дисс. канд.техн. наук. М., 1980, 156с.

14. Бодан А.Н. Субмшфоскопическая структура битумов. Химия и технология топлив и масел, 1982, В 12, с. 22-24.

15. Болдырев А.И. Физическая и коллоидная химия. М., Высшая школа, 1974. - 504с.

16. Братиславский М.И., Иванов И.А., Семенов П. Д. О применении топливных смесей в энергетических установках. Химия и технология топлив и масел, 1981, № 4, с. 21-24.

17. Валявин Г.П. Тепло- и массообмен при высокотемпературном нагреве нефтяных систем. Нефтепереработка и нефтехимия, 1984, № I, с. 9-12.

18. Вергазова Г.Д. Влияние размеров дисперсных частиц на физико-механические свойства пеков. Дисс. канд. техн. наук.-М., 1983. - 198с.

19. Гиббс Дж. Термодинамические работы. Пер. с англ./ред. В.К. Семенченко. М.; Л.: Гос. изд-во технико-теоретической лит-ры, 1950. - 492с., ил.

20. Гимаев Р.Н. Теоретические основы производства техуглерода из нефтяного сырья: Автореф. дис. докт.техн. наук. Уфа, 1976. - 45с.

21. Глаголева О.Ф. Устойчивость нефтяных дисперсных систем и методы ее регулирования: Учебное пособие для студентов специальности 0801 "Химическая технология переработки нефти и газа". М.: МИНХ и ГП, 1983. - 36с.

22. Годун Б.А. Влияние технологии производства битумов на их структуру: Автореф. дис. канд. техн. наук. Киев, 1981. -20с.

23. Допуски и присадки: Справочник в 2-х ч. Ч. I /Под ред. В.Д.

24. Мягкова. 5-е изд., перераб. и доп. - Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978. 544с., ил.

25. Дорош А.К., Годун Б.А., Бодан А.Н. К вопросу применения малоуглового рассеяния рентгеновских лучей при изучении структуры битумов. В кн.: Нефтепереработка и нефтехимия. Киев, Наукрва думка, 1978, вып. 16, с. 90-92.

26. Зиннуров Э.Х. Применение виекозиметрических характеристик нефтяных остатков для совершенствования процесса коксования.: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1984. - 24с.

27. Исаченко В.П., Осипов В.А., Сукомел А.С. Теплопередача. -4-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1981. - 416с, ил.

28. Казакова Л.П. Цути совершенствования производства низкозастывающих масел и высокоплавких твердых парафинов.: Автореф. дис. докт. техн. наук. М., 1980. - 59с.

29. Капустин С.М. Исследование механизма фазового перехода при коксовании тяжелых нефтяных остатков. Дис. канд. техн. наук. - М., 1980. - 143с.

30. Кессель И.Б. Исследование влияния некоторых технологических факторов на глубину очистки нефти от хлоридов и других загрязнений. Дис. канд. техн. наук. - М., 1980. - 159с.

31. Кондрашева Н.К. Исследование нефтяных дисперсных систем и разработка технологии получения осевых масел и судовых топ-лив. Дис. канд. техн. наук. - М., 1983. - 163с.

32. Красюков А.Ф. Нефтяной кокс (Цроизводство, свойства). Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1966. - 264с.

33. Курочкин А.К. Исследование влияния ультразвука на интенсификацию некоторых технологических процессов.: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа, 1981. - 24с.

34. Кусаков М.М. Методы определения физико-химических характеристик нефтяных продуктов. / Под ред. и с предисп. П.А.Ребин-дера. М.-Л.: Гл.ред. горно-топл. лит-ры, 1936. - 742с.

35. Нутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Машгиз, 1952. - 231с.

36. Кюн Ю. Описательная и индуктивная статистика: Пособие-памятка /Пер.с нем. В.С.Друженко. М.: Финансы и статистика, 1981. - 126с., ил. (Б-чка иностр. книг для экономистов и статистиков).

37. Магарил Р.З. Теоретические основы химических процессов переработки нефти. М.: Химия, 1976. - 310с.

38. Шхонин Г.М., Петров А.А. Исследование структуры асфальте-нов методом рентгеновской дифрактометрии. Химия и технология топлив и масел, 1975, № 2, с. 21-24.

39. Мартирооов В.Р. Влияние добавок на процесс прямой перегонки нефти и нефтяных остатков.: Автореф. дис. канд. техн. наук.-Уфа, 1983. 25с.

40. Махов А.Ф., Варфоломеев Д.Ф., Сгоняев З.И., Глаголева О.Ф. Новый метод интенсификации процесса вакуумной перегонки нефтяных остатков. Нефтепереработка и нефтехимия, 1981, № 10, с. 7-9.

41. Метод вакуумной перегонки нефтяных дисперсных систем в присутствии ароматических добавок /О.Ф.Глаголева, В.Р.Мартиро-сов, Э.З.Аладышева и др. Изв. вузов, сер. Нефть и газ, 1982, № I, с. 49-52.

42. Мимун X. Интенсификация процесса коксования путем использования активирующей добавки парафина и применения оптимальных коэффициентов рециркуляции.: Автореф. дис. канд. техн. наук.-М., 1984. 25с.

43. Мирсоянова Л.И., Князева Т.Н. Ускоренный метод определения содержания асфальтенов в нефтях и нефтепродуктах. Химия и технология топлив и масел, 1976, 10, с. 53-55.

44. Морозова Л.А. Исследование структурно-механических свойств, устойчивости и методов их регулирования в нефтяных дисперсных системах.: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1980.-24с.

45. ОДусаев Г.А. Комплексное исследование физико-химических свойств асфальтенов из нефтей и природного битума Казахстана.: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1983. - 24с.

46. Цурзаков P.M. Исследование устойчивости и некоторых физико-механических свойств нефтяных дисперсных систем и способов их регулирования.: Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа, 1975. - 29с.

47. Цурзаков P.M., Сабаненков С.А., Сюняев З.И. Влияние нефтяных смол на коллоидную устойчивость асфальтенсодержащих дисперсных систем. Химия и технология топлив и масел, 1980,10, с. 40-41.

48. Вффзаков P.M., Хайбулин А.А. Исследование расслоения нефтяных остатков. Труды УНИ, 1975, вып. 22, с. 166-17I,

49. ОДурзаков P.M. К методике изучения дисперсности асфальтенов в смесях углеводородов. Труды УНИ, 1975, вып. 27, с. 5759.

50. Нагуманов Х.Н. Исследование и разработка технологии процесса высокотемпературного удаления гетероэлементов из углеродных саж сырья для синтеза алмазов. - Дис. канд. техн. наук. - М., 1983. - 162с.

51. Надиров Н.К., %саев Г.А., Наримбаева Г.Н., Сафронов В.М. Размеры частиц асфальтенов нефтебитуминозных пород. В кн.: Нефтебитуминозные породы. Перспективы использования. Алма-Ата, 1982, с. 162-164.

52. Надиров Н.К., Амралин А.Ж., Фищук Г.В., Сафронов В.М. Полидисперсность и надмолекулярная структура Кировых асфальтенов. Изв. АН КазССР, сер. хим., 1984, & I, с. 46-49.

53. Нефтяные и кировые асфальтены. У1. Размеры частиц в коллоидных растворах асфальтенов /Надиров Н.К., Г.А.%саев, А.Ж. Лебедев и др. Изв. АН КазССР, сер. хим., 1984, № 2, с. 62-70.

54. Носаль Т.П., Цурзаков P.M., Сюняев З.И., Морозова Л.А. Разработка методики определения агрегативной устойчивости нефтяных дисперсных систем. Нефтепереработка и нефтехимия, 1978, J* 7, с. 8-11.

55. Песков Н.П. Физико-химические основы коллоидной науки. -М.: Госхимиздат, 1934. 456с.

56. Пиментел Дж., Мэк-Клелланд 0. Водородная связь. /Пер. с англ. М.О.Буланина и др. Под ред. Гулановского/. М.: ГЛир, 1964. -463с.

57. Поконова. Ю.В. Химия высокомолекулярных соединений нефти. Л.: Изд. ЛГУ, 1980. - 172с.

58. Посадов И.А., Поконова Ю.В. Структура нефтяных асфальтенов. -Л.: Изд. ЛГУ, 1977. 75с.

59. Рабинович Ф.М. Кондуктометрический метод дисперсионного анализа. Л.: Химия, 1970. - 176с., ил.

60. Ракаева Г.В. Коллоидная стабильность индустриальных масел с композициями присадок.: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1984. - 22с.

61. Расчет на ЭЦВМ функций распределения неоднородностей по размерам из малоугловых рентгенограмм битумов /В.Я.Прошко, Б.А. Годун, А.К.Дорош, А.Н.Бодан. В кн.: Нефтепереработка и нефтехимия. Киев, Наукова думка, 1979, вып. 17, с. 30-33.

62. Рейнольде В.В. Физическая химия нефтяных растворителей. Л.: Химия, 1967. - 184с.

63. Рогачева О.В. Исследование растворимости и физико-химического агрегирования высокомолекулярных компонентов нефтяных остатков. : Автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа, 1979. - 24с.

64. Рогачева О.В., 1Убайдуллин В.З., Гимаев Р.Н., Данильян Т.Д. Некоторые факторы, определяющие фазовое состояние асфальтенов в нефтяных дисперсных системах. Коллоидный журнал, 1984, т. X У1, вып. 4, с. 803-805.

65. Руденская И.М., Семенова Л.Д. Об оценке коллоидного состояния нефтяных битумов. Нефтепереработка и нефтехимия,1963, Jfe 9, с. 19-25.

66. Русанов А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления. -Л.: Химия, 1967. 388с., ил.

67. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.: Гостоптех-издат, 1962. - 888с.

68. Сабаненков С.А. Исследование влияния коллоидной устойчивости нефтяных остатков на эффективность работы трубчатых печей и качество нефтяного углерода. Дис. канд. техн. наук. - М., 1980. - 165с.

69. Сабиров Ш.М. Исследование фазового равновесия в дисперсных системах. В кн.: Физико-химическая механика дисперсных систем и материалов. Тез. П республиканской конференции (25-27 октября). - Одесса, 1983. - 146с.

70. Сайдахмедов Ш.М. Разработка технологии получения нефтяных остатков повышенной коксуемсоти сырья для коксования. -Дис. канд. техн. наук. - М., 1983. - 137с.

71. Сергиенко С.Р. Высокомолекулярные соединения нефти. М.: Химия, 1964. - 541с.

72. Сергиенко С.Р., Таимова Б.А., Талалаев Е.И. Высокомолекулярные неуглеводородные соединения нефти. Смолы и асфаль-тены. М.: Наука, 1979. - 269с.

73. Столоногов И. И. Влияние размеров и природы частиц мезо-фазы на формирование структуры нефтяного кокса. Дис. канд. техн. наук. - М., 1983. - 159с.

74. Стрепихеев А.А., Деревицкая В.А. Основы химии высокомолекулярных соединений. М.: Химия, 1976. - 437с.

75. Сюняев З.И. Физико-химическая механика в вопросах переработки и транспортирования нефтяных остатков. В кн.: Материалы 1У Всесоюзной конференции по физико-химической механике: Тез. докл. и сообщений. Уфа, 1971, с. 6-8.

76. Сюняев З.И. Фазовые превращения и их влияние на процессы производства нефтяного углерода. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1977, сер. Переработка нефти. - 88с.- 149

77. Сюняев З.И. Физико-химическая механика нефтей и основы интенсификации процессов их переработки: Методическое пособие для студентов специальности 0801. М.: МИНХ и Ш, 1979. - 94с.

78. Сюняев З.И. Концентрация сложных структурных единиц в нефтяных дисперсных системах и методы ее регулирования. Химия и технология топлив и масел, 1980, Jfc 7, с. 53-57.

79. Сюняев З.И. Нефтяной углерод. М.: Химия, 1980. - 272с.

80. Сюняев З.И. Нефтяные дисперсные системы: Учебное пособие по курсу "Физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем" для студентов специальности "Химическая технология переработки нефти и газа". М.: МИНХ и ГП, 1981. - 84с.

81. Физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем: Учебное пособие по курсу "Физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем" для студентов специальности "Химическая технология переработки нефти и газа". М.:МИНХ и ГН, 1981. - 91с.

82. Сюняев З.И. Прикладная, физико-химическая механика нефтяных дисперсных систем: Учебное пособие по спецкурсу для студентов специальности 0801- "Химическая технология переработки нефти и газа". М.: МИНХ и ГП, 1982. - 99с.

83. Сюняев З.И., Мартиросов В.Р., Туманян Б.П. Перегонка нефтяных остатков в присутствии ароматических концентратов.-Нефтепереработка и нефтехимия, 1982, № 4, с. 3-5.

84. Сюняев З.И. Физико-химические проблемы добычи, транспорта и переработки нефти и газа: Тез. докл. на бюро Отд. техн. химии АН СССР. М., 1983. - 17с.

85. Сюняев Р.З., Сафиев О.Г. Экстремальное изменение радиусов частиц в нефтяных дисперсных системах. Изв. вузов, сер. Нефть и газ, 1984, № 2, с. 50-54.- 150

86. Сюняева Р.З. Взаимосвязь строения молекул и физико-химических свойств н-алканов. Химия и технология топлив и масел, 1981, J& 3, с. 53-55.

87. Сюняева Р.З. Метод расчета объемной и поверхностной энергии надмолекулярных структур н-алканов. Изв. вузов,сер. Нефть и газ, 1981, JM, с. 55.

88. Сюняева Р.З. Исследование и регулирование межмолекулярных взаимодействий при обратимых фазовых переходах в нефтяных дисперсных системах. Дис. канд. хим. наук. - М., 1982.-164с.

89. Татузов А.Р. Исследование состава сырья и влияние добавок к нему на свойства пеков. М., 1984. - 4с. - Рукопись предст. МИНХ и ГП им. И.М.Губкина. Деп. в ВНИНИТИ, 1984, № 25нх-Д84.

90. Теляшев Э.Г. Каталитическая переработка высокомолекулярного нефтяного сырья на окисном железохромкалиевом катализаторе. Дис. канд. техн. наук. - Уфа, 1983. - 167с.

91. Тиракьян JI.C., Маликов Ф.Х., Трапезников Г. П., Анисимова С. В. Из опыта фотоколориметрического определения, асфальтенов. Нефтепереработка и нефтехимия., 1976, № 3, с. 4950.

92. Усейнов А.И. Влияние ароматических добавок на физико-механические свойства мазутов нефтей месторождений Санга-чалы-море и Нефтяные Камни. Дис. канд. техн. наук. -М., 1983. - 127с.

93. Усейнов А.И., Столоногов И.И., Сидоренко А.П., Баранова З.Н. Экспресс-метод вакуумной перегонки мазута в присутствии добавок. Нефтепереработка и нефтехимия, 1983,й 10, с. I0-II.

94. Ускоренный адсорбционный метод определения группового углеводородного состава нефтяных фракций /С.Н.Павлова, З.В.Дриацкая, Л.С.Гофман. В кн.: Методы исследования нефтей и нефтепродуктов, М.: Гостоптехиздат, 1955, с. 5157.

95. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л.: Наука, 1975. - 592с.

96. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы: Учебник для вузов. М.: Химия, 1982. - 400с.

97. Фрязинов В.В., Печеный В.Г., Ахметова JLA. Взаимосвязь плотности, состава и свойств битумов. Химия и технология топлив и масел, 1979, № 9, с. 41-44.цная химия нефти и нефтепродуктов. М.: 64с. - (Новое в жизни, науке, технике.

98. Дата Номер билета Диспетчер, номер Рабоч. номер