Разработка и исследование структур текстильных материалов, применяемых для очистки попутного нефтяного газа от сероводорода

• Автор: Цимбалюк, Александр Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСПЕРГАТОРОВ ГАЗА
1.1. Анализ работ, связанных с использованием текстильных материалов для решения экологических задач
1.2. Выбор структуры комплексных нитей для формирования текстильных диспергаторов газа с помощью намотки
1.3. Анализ возможностей создания диспергаторов газа из текстильных материалов различной структуры
1.4. Выбор оптимальных структур текстильных материалов, применяемых в качестве диспергаторов при очистке попутного нефтяного газа от сероводорода
Выводы по главе I
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУР МОТАЛЬНЫХ ПАКОВОК СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В КАЧЕСТВЕ ДИСПЕРГАТОРОВ ПРИ ОЧИСТКЕ ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО

2.1. Разработка конструкции и исследование мотального механизма для формирования пористых перегородок диспергаторов заданных типоразмеров
2.2. Исследование пористости и проницаемости пористых перегородок диспергаторов газа, формируемых на базе мотальных паковок специального назначения
2.3. Исследование диспергации газов на текстильных пористых перегородках

Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ПНГ ОТ СЕРОВОДОРОДА НА ТЕКСТИЛЬНЫХ ДИСПЕРГАТОРАХ
3.1. Расчет коэффициента воздухо- газопроницаемости диспергаторов, формируемых на базе мотальных паковок специального назначения.
3.2. Использование катализаторов для очистки ПНГ от сероводорода
3.3. Промышленные установки очистки ПНГ в контейнерном исполнении
3.4. Исследование процесса выноса серы из водного раствора катализатора при очистке попутного нефтяного газа от сероводорода....99 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ ПНГ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время одной из важнейших для всего мирового сообщества экологических задач, требующих неотлагательного решения, является проблема промышленной очистки попутного нефтяного газа от сероводорода. До настоящего времени не разработаны достаточно эффективные методы обезвреживания больших объемов углеводородных отходов, а в большинстве случаев предпочтение отдается термическим методам их утилизации, то есть сжиганию на факелах. Существующие методы десульфатации нефти, такие как каталитический крекинг, фтористоводородное алкилирование и гидроочистка, высокозатратны и приводят к удорожанию мазута на 600 - 900 руб/т. Однако в нашей стране действует более двухсот мини-НПЗ (нефтеперерабатывающих заводов) с низкой глубиной переработки нефти (до 15-17%) в моторное топливо, остальное используют в котельных или отправляют на переработку за рубеж. Следовательно, проблема очистки высокосернистых топлив от выбросов серы является актуальной задачей.
В России ежегодно сжигается на факелах более 20,0 млрд. м3 попутного нефтяного газа, за рубежом сжигается еще 40,0 млрд. м3, что приводит не только к безвозвратным потерям ценного углеводородного сырья, а следовательно и большим финансовым потерям, но главным образом это наносит огромный вред окружающей человека среде. Среди категорий воздействия выбросов серы наиболее значимыми являются:
• токсическое воздействие на человека и увеличение заболе-
ваний людей (онкологические заболевания, отравление оксидами серы и т.д.);
• разрушение озонового слоя атмосферы Земли;
• изменение климата;
• образование фотохимического смога;

можной площади соприкосновения фаз газ - жидкость и, следовательно, высокой скорости реакции;
- размеры пузырьков газа на выходе из диспергатора должны быть одинаково малыми (1-2 мм в диаметре), чтобы обеспечить равномерное течение процесса очистки газа в объеме реактора;
- структура диспергирующих слоев должна обеспечивать высокую степень барботажа раствора катализатора, т.е. должна обеспечивать направленное движение потока газа, обеспечивающего высокую турбулизацию раствора катализатора;
- быть дешевой и простой по конструкции, обеспечивающей удобство в обслуживании диспергирующих систем и их долговечность.
Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что задача создания текстильных диспергаторов для очистки газов в вихревых аппаратах является актуальной проблемой. Наиболее подходящими структурами диспергаторов обладают пористые текстильные материалы (ткани, нетканые материалы, намотки специального назначения с регулируемой пористостью и проницаемостью), именно они отвечают всем высоким требованиям, предъявляемым к диспергационным материалам как по технологическим характеристикам, так и по мининальным затратам на их изготовление.
Оптимальной, по- нашему мнению, структурой текстильных диспергаторов газа с вышеперечисленными свойствами, обладают мотальные
паковки специального назначения, формируемые на профильных каркасах.
Пористый слой диспергаторов газа в данном случае подвижен и обладает устойчивостью к внешним механическим воздействиям (ударным нагрузкам), исключая образования его «пробоев» - разрушения. Данное качество намоток обусловлено упругостью нитей, находящихся под натяжением и стремящимся занять свое начальное положение при их раздвижении. То есть структура намоток нитей на паковку обладает способностью к самовосста-