ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК МОДИФИКАТОРОВ НА ДЕПАРАФИНИЗАЦИЮ МАСЛЯНЫХ ДИСТИЛЛЯТОВ

Депарафинизация масляных рафинатов может осуществляться несколькими методами [1]: кристаллизацией парафиновых углеводородов при охлаждении сырья, кристаллизацией парафинов при охлаждения сырья в избирательных растворителях, комплексообразованием с карбамидом, каталитическим превращением парафинов в низкозастывающие углеводороды, адсорбционным выделением парафиновых углеводородов из нефтяных фракций, биологическим воздействием. Наибольшее практическое применение получил метод, основанный на кристаллизации парафинов при охлаждении из растворов сырья в растворителях. Однако при депарафинизации высоковязких масляных рафинатов по данному методу значительное количество масляного компонента отделяется вместе с твердыми парафинами. В результате возрастают потери масла и ухудшается качество гача – сырья для получения товарного твердого парафина.

Цель данной работы – исследование влияния добавок-модификаторов на селективность депарафинизации высоковязкого масляного дистиллята.

В качестве модификатора использовали капролактам. Депарафинизации подвергали масляный рафинат, выделенный из дистиллята ВД–3, который был получен при вакуумной дистилляции мазута в ОАО «Нафтан» (г. Новополоцк, Республика Беларусь). Основные характеристики дистиллята ВД-3 представлены ниже:

Показатель преломления,	1,5025
Фракционный состав:
температура выкипания 5%, 0C не менее	430
температура выкипания 95%, 0C не более	510
Плотность, кг/м3 при 20 0С	925,4

Расход модифи-катора, мас. %	Депарафинированное масло						Гач
	выход, мас %		А	O	S	P	Выход, % мас.
–	91,6	1,4858	0.73	0.24	0.28	1.86	8,4	1.88
1	92,8	1,4848	0.71	0.20	0.24	1.99	7,2	2.62
2	92,8	1,4841	0.63	0.19	0.21	2.00	7,2	2.45

Расход модифика-тора (мас.% ) в процессе		Депарафинированное масло						Гач
экстрак-ция	депа-рафи-низа-ция	выход, мас. %		A	O	S	P	выход, мас.%
–	–	91,6	1,4858	0,73	0,24	0,27	1,86	8,4	1,88
5	–	95,5	1,4831	0,63	0,19	0,21	3,2	4,5	2,18
5	1	93,7	1,4830	0,65	0,21	0,25	0,9	6,3	3,15

Согласно приведенным данным (таблица 1), введение капролактама в рафинат позволяет увеличить выход депарафинированного масла на 0,8 мас. %, повысить содержание в гаче доли парафиновых углеводородов нормального строения. Последнее свидетельствует о том, что процесс депарафинизации в присутствии добавки-модификатора капролактама протекает более селективно, так как ценные компоненты масел (парафины изо-строения) в меньшей степени переходят в гач.

Анализ данных, приведенных в таблице 2 показывает, что очистка высоковязкого дистиллята ВД-3 N-метилпирролидоном, содержащим добавку этилового спирта, положительно влияет на качество рафината. В результате депарафинизация последнего в присутствии модификатора (капролактама) позволяет более селективно выделить парафинсодержащий компонент из рафината, т.е. гач, так как соотношение парафинов нормального строения к парафинам изо-строения в гаче возрастает в 1,5 раза. Соответственно существенно уменьшается содержание парафиновых углеводородов с высокой температурой плавления в депарафинированном масле.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ахметов С.А., Сериков Т.П., Кузеев И.Р., Баязитов М.И. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа Санкт-Петербург.: Недра 2006

2. Грушова, Е.И. Разработка добавок-модификаторов для повышения эффективности процесса депарафинизации масляных рафинатов // Е.И. Грушова [и др.]//Ресурсо- и энергосберигающая технологии и оборудование, экологически безопасные технологии: материалы Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 26-28 ноября 2014 г.: в 2 ч. – Минск: БГТУ, 2014. – Ч. 1 – С. 117-121.

3. Грушова, Е.И. Химия и технология исходных веществ для органического синтеза. Лабораторный практикум.// Е.И. Грушова, О.В. Куис. – Минск: БГТУ, 2011. – С. 71-76.

4. Иванова, Л.В. ИК-спектрометрия в анализе нефти и нефтепродуктов / Л.В. Иванова, Р.З. Сафиева, В.Н. Кошелев // Вестник Башкирского университета. ­– 2008.– Т. 13. №4. – С. 869-874.

5. Кошелев, В.Н.. Превращение нефтей при внутрипластовом горении и длительном контакте с внешней средой. / В.Н. Кошелев [и др.] // Химия и технология топлив и масел. – 2005. – № 2. – С. 20-21.

УДК 665.637

Студ. А. Ю. Юркевич , М. С. Михайлов

Науч. рук. проф. Е. И. Грушова

(кафедра технологии нефтехимического синтеза и

переработки полимерных материалов, БГТУ)

Битумы обладают высокими технологическими эксплуатационными и экономическими показателями, важнейшими из которых являются: возрастание пластичности при нагревании, быстрое увеличение вязкости при остывании, высокая адгезия к камню, к дереву, металлам; гидрофобность; водонепроницаемость; стойкость против действия кислот, щелочей, агрессивный жидкостей и газов; электро- и звукоизолирующая способность; малая плотность; низкий коэффициент теплопроводности; погодостойкость и низкая стоимость.

В научно-технической литературе вопросом технологии производства нефтяных битумов посвящено значительное количество публикаций. Однако до сих пор битумы используемые, например, в дорожном строительстве не обладают свойствами, которые полностью отвечают требованиям европейских стандартов.

При низком содержании смолисто-асфальтеновых веществ в нефти основным способом получения дорожных битумов является процесс окисления вакуумных остатков-гудронов, при котором происходит образование и накопление в нефтяной дисперсной системе асфальтенов, обладающих высокой структурирующей способностью. Однако в настоящее время повышать качество битумов только путем совершенствования аппаратурного оформления и оптимизации условий окисления весьма сложно [1-3]. Поэтому для улучшения качества битумов стремятся использовать более мобильные и простые методы: подбор оптимальных компонентов сырья окисления, смесевого сырья на компаундирование битумной основы, добавки-модификаторы к сырью окисления, модифицирующие добавки к битуму [1-3].

В данной работе приведены результаты исследования, направленные на разработку модификаторов гудрона – основного сырья для производства окисленных битумов.

Анализ научно-технической информации, в которой представлены результаты исследований влияния добавок-модификаторов различной химической природы на процесс окисления гудронов и качество получаемых битумов показал, что в основном вводимые добавки или являлись катализатором процесса окисления, или они воздействовали на структуру и соотношение составляющих нефтяной дисперсной системы (гудронов, битумов). Однако, как известно, на процесс окисления могут влиять и добавки-инициаторы. Механизм их действия состоит в том, что они легче подвергаются при относительно низкой температуре окислению, чем компоненты нефтяной дисперсной системы, и в реакционной смеси быстрее появляются активные центры (свободные радикалы), которые инициируют окисление компонентов гудрона, т.е. происходит сопряженное окисление. [4]

В данной работе в качестве инициирующей добавки был испытан изопропиловый спирт, который в условиях процесса подвергался окислительному дегидрированию по следующей схеме:

Образующийся пероксид водорода может также выступать в качестве инициатора окисления.

Испытуемую добавку вводили в гудрон в количестве 1% от массы окисляемого нефтепродукта. Окисление проводили по известной методике [5]. Эффективность данного способа окисления оценивали на основе сопоставления с результатами окисления сырья по традиционной технологии и процесса окисления гудрона, подвергнутого СВЧ-активации (таблица).

Анализ данных, приведенных в таблице показывает, что модификация нефтяного гудрона изопропиловым спиртом положительно влияет на качество окисленного битума. Во-первых, возрастает температура размягчения битума, но при этом пенетрация битума на 9 пунктов превышает пенетрацию продукта окисления, полученного по традиционной технологии.

Поскольку для всех приведенных образцов битумов значение температуры размягчения близки, то согласно [1-3] теплостойкость битумов, полученных при воздействии на гудрон СВЧ-лучами и изопропиловым спиртом, будет выше, чем битума, полученного по традиционной технологии.
Таблица – Основные характеристики окисленных битумов

Способ воздействия на гудрон	Tp, 0С	П25	Отношение асфальтенов к малтенам
Исходный гудрон	34,5	293	0,18
–	53,7	42,9	0,40
добавка изопропилового спирта (1 мас. %)	54,2	52	0,30
СВЧ (30 секунд)	53,3	54,0	0,36

По величине отношения асфальтенов к мальтенам, битумы из модифицированного гудрона уступают битуму из гудрона, следовательно, они будут иметь более низкого температуру хрупкости.

Необходимо отметить, что по эффективности воздействия на процесс окисления и, соответственно, качество битума изопропиловый спирт фактически не уступает СВЧ-облучению. Однако с учетом стоимости метода воздействия изопропиловый спирт предпочтительнее использовать в качестве модификатора гудрона.

ЛИТЕРАТУРА

1.Модификация окисленных битумов кислородсодержащих соединений / Р.М. Гадельшин [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17 №14. – С. 451-453.

2.Получение дорожных битумов улучшенного качества на Сызранском НПЗ / К.Д. Тыщенко [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2012. – № 7. – С. 23-26.

3.Использование отходов производства циклогексанона при получении окисленных битумов / А.И. Юсевич [и др.] // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2012 – №2 – С. 25-29.

4. Юкельсон, И.И. Технология основного органического синтеза / И.И. Юкельсон. – М. Химия, 1966. –846 с.

5.Шрубок, А.О. Окисленные битумы из модифицированного сырья / А.О. Шрубок, Е.И. Грушова, С.В. Нестерова // Труды БГТУ. – 2012 – №4: Химия, технология орган. в-в и биотехнология. – С. 92-95.

УДК 678.02

Студ. П. М. Зайчик, А. А. Кудравец

Науч. рук. асс. А. Ф. Петрушеня, ст. преп. Е. З. Хрол

(кафедра технологии нефтехимического синтеза и

переработки полимерных материалов, БГТУ)

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ВТОРИЧНОГО ПОЛИПРОПИЛЕНА, ПОЛУЧАЕМОГО

В РЕЗУЛЬТАТЕ УТИЛИЗАЦИИ

АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ

Введение. Вторичная переработка (рециклинг) бывших в употреблении пластмасс является важной проблемой для полимерной промышленности. Хотя содержание пластмассовых изделий в отходах относительно невелико (около 7–8 масс.%), низкий удельный вес делает эти отходы хорошо заметными (около 18–20 об.%). Благодаря высокой стойкости к воздействию окружающей среды данные материалы сохраняются в естественных условиях в течение длительного времени. Однако утилизация полимерных отходов может рассматриваться как важный экономический фактор, поскольку в результате рециклинга энергию и материалы удается использовать повторно. Это позволяет сократить использование естественных ресурсов, снизить выбросы вредных веществ в окружающую среду, уменьшить потребление энергии и, кроме того, дает экономическую выгоду, при этом необходимо, чтобы техника вторичной переработки позволяла получать чистый и дешевый продукт (энергию или материалы) [1].

Полипропилен (ПП) является вторым по объему производства линейным термопластом из семейства полиолефинов. По сравнению с ПЭ низкой и высокой плотности ПП имеет более низкую ударную прочность, но высокие рабочую температуру и прочность при растяжении. ПП производят, главным образом, стерео-специфической полимеризацией для получения структур с высокой стереорегулярностью цепей. Наиболее коммерчески важная форма ПП – изотактический ПП. Этот полимер производится низкотемпературной полимеризацией на катализаторах Циглера-Натты. В этом случае 90 % готового полимера находится в изотактической форме с прикреплением повторяющихся единиц «голова к хвосту» [1].

В работе исследовались композиции на основе вторичного полипропилена, содержащие в своём составе два компонента.

Первый компонент (основной) – жесткие отходы, представляющие собой вторичный полипропилен, получаемый из корпусов аккумуляторных батарей. Второй компонент – пленочные отходы от сепараторов аккумуляторных батарей.

Образцы в виде лопаток и брусков получались из композиций методом литья под давлением. Состав исследованных в работе композиций представлены в таблице 1.

Литье композиций осуществляли при следующем режиме: температура в материальном цилиндре по зонам 175–210°С; давление впрыска – 90 МПа; время впрыска – 4–8 с; время охлаждения 30–60 с.

Полученные образцы были подвержены ряду испытаний, в ходе которых были определены такие характеристики как прочность на растяжение (по ГОСТ 11262), прочность на изгиб (по ГОСТ 4648) и ударная вязкость (по ГОСТ 4647).

Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Материал имеет значение ПТР=2,4 г/10мин, и следовательно годен для переработки методами литья под давлением и экструзии [2].

1. 
   Ла Мантия Ф. Вторичная переработка пластмасс/ Ф. Ла Мантия (ред.); пер. с англ. под ред. Г. Е. Заикова – СПб.: Профессия, 2006. – 400 с.
   
2. 
   Крыжановский В. К. Технические свойства полимерных материалов / В. К. Крыжановский. – СПб.: Изд-во «Профессия», 2003. – 240 с.
   

Студ. А. А. Кудравец, П. М. Зайчик

Науч. рук. ст. преп. Е. З. Хрол, асс. А. Ф. Петрушеня

(кафедра технологии нефтехимического синтеза и

переработки полимерных материалов, БГТУ)