РОЗДІЛ 2
ОБ’ЄКТИ ТА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТІВ
2.1. Характеристика вихідної сировини
Для проведення досліджень було відібрано наступні представницькі проби
прямогонних гасових фракцій: з АТ “НПК-Галичина” (м. Дрогобич), отриману в
результаті переробки суміші західносибірських та українських нафт; з ЗАТ
“Укртатнафта” (м. Кременчук), отриману в результаті переробки суміші
татарських, західносибірських та українських нафт; з ВАТ “Херсоннафтопереробка”
(м. Херсон), отриману в результаті переробки суміші казахських та
західносибірських нафт. Характеристики прямогонних гасових фракцій подано у
табл. 2.1.
Порівняння вихідних прямогонних гасових фракцій різних заводів показує, що
прямогонна гасова фракція з ВАТ “Херсоннафтопереробка” має найбільший вміст
загальної сірки, ароматики, є дещо важчого фракційного складу, володіє
найгіршою термоокиснювальною стабільністю та температурою початку
кристалізації, з концентрацією фактичних смол у межах норми. Прямогонна гасова
фракція з АТ “НПК-Галичина” є дещо легшого фракційного складу, містить найменшу
кількість, як загальної, так і меркаптанової сірки, володіє задовільною
температурою початку кристалізації, однак, також, не задовольняє вимоги щодо
реактивних палив за термоокислювальною стабільністю та містить найвищу
концентрацію фактичних смол. Натомість, прямогонна гасова фракція з АТ
“Укртатнафта” є вужчого фракційного складу, містить найменшу концентрацію
фактичних смол, володіє задовільною термоокислювальною стабільністю та
температурою початку кристалізації, однак, містить значну кількість
меркаптанової сірки, а також, має дещо завищену кислотність. Загалом, усі три
прямогонні гасові фракції, за тими чи іншими показниками, не задовольняють
вимоги щодо товарних реактивних палив марок РТ та ТС-1.
Таблиця 2.1
Характеристика прямогонних гасових фракцій
Показник
Значення для ПГФ з
АТ “НПК-Галичина”
ЗАТ “Укртатнафта”
ВАТ “Херсон-нафтопереробка”
Густина при 20 °С, кг/м3
788
787
880
Фракційний склад, °С:
температура початку перегонки
10 % відганяється при температурі
50 % відганяється при температурі
90 % відганяється при температурі
98 % відганяється при температурі
138
161
183
220
292
142
157
179
211
234
156
179
222
280
304
Показник заломлення nD20
1,4416
1,4400
1,4422
Кінематична в`язкість, мм 2/с
при 20 °С
при -40 °С
1,55
7,9
1,37
5,6
2,18
12,6
Температура, °С
спалаху в закритому тиглі
початку кристалізації
34
-64
34
-67
47
-30
Вміст загальної сірки, % мас.
0,15
0,18
0,46
Вміст меркаптанової сірки, % мас.
0,0063
0,034
0,017
Вміст сірководню
відс.
відс.
відс.
Йодне число, г І2/100 г
0,41
0,80
0,62
Кислотність, мг КОН / 100 см3
0,7
1,2
0,21
Висота некіптявого полум’я, мм
13
15
25
Вміст ароматики, %
27
25
23
Концентрація фактичних смол, мг/100см 3
9,0
2,0
2,6
Термоокислювальна стабільність у статичних умовах при 150 °С, мг/100см 3
33,3
9,0
51,0
Зольність, %
0,0014
0,0011
0,0028
Вміст водорозчинних кислот та лугів
відс.
відс.
відс.
Вміст механічних домішок і води
відс.
відс.
відс.
Випробування на мідній пластинці (100 °С, 3 год)
витр.
витр
витр.
Нижча теплота згоряння, кДж/кг
43209
43257
43223
Взаємодія з водою, бали
Питома електрична провідність при 20 °С, пСм/м
12
3,5
2.2. Опис лабораторної установки оксидаційної очистки гасових фракцій
Установка оксидаційної очистки гасових фракцій, створена на кафедрі хімічної
технології переробки нафти та газу НУ “Львівська політехніка”, показана на рис.
2.1 [133, 134].
Установка складається з реакторного блоку, системи стиснення і очистки повітря,
охолодження і вловлювання газоподібних продуктів реакції і приладів для
регулювання та вимірювання температури, тиску, витрат і ін.
Реакційна суміш завантажується в реактор (1) об`ємом 0,7 л, виготовлений з
нержавіючої сталі Х18Н10 і обладнаний штуцером для підводу повітря та фланцем,
яким кріпиться до холодильника (2). Температура в середині реактора
контролюється за допомогою термопари (5) і регулюється ЛАТРом (13).
Відпрацьоване повітря, що виводиться з реактора, проходить холодильник (2), в
який для охолодження подається вода. У холодильнику (2) в основному
конденсуються пари палива і води, що виносяться з реактора. Перемішування
реакційної суміші в реакторі здійснюється за допомогою пропелерної мішалки.
Електродвигун (3) приводу мішалки розташований в герметичному стальному
корпусі, який кріпиться до верхньої частини холодильника (2). В корпусі є
прохідний ізолятор (4), через який підводиться електричний струм до двигуна.
Електродвигун працює в умовах підвищеного тиску повітря, що виключає
сальниковий пристрій в реакторі. Конструкція реактора дозволяє тримати в
системі тиск до 15 МПа при температурі 623 К.
Вертикальне переміщення реакційної суміші в реакторі досягається за рахунок
установки в корпусі реактора циліндричної труби (6). При роботі мішалки
здійснюється циркуляція реакційної суміші в напрямку: вгору – по внутрішньому
простору труби - вниз у простір між корпусом реактора і труби.
Перед початком досліду у реактор (1) з балону (15) подається азот для видалення
з реактора повітря та запобігання передчасного окислення реакційної суміші.
Подача азоту регулюється вентилем (12/6). Одночасно відбувається нагрівання
реакційної суміші в реакторі за допомогою електронагрівача (14).
Після досягнення заданого тиску подача азоту припиняється.
Повітря, яке подається на окислення в реактор (1), нагнітається компресором
(10), накопичується у ресивер