Разложение тяжелых углеводородов на легкие фракции с использованием электродуговой плазмы

• Автор: Залялетдинов, Фарид Дамирович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Перечень сокращений условных обозначений символов, единиц и
терминов
Введение
Глава 1. Современное состояние исследований разложения
углеводородов (Литературный обзор)
1.1. Плазменные технологии разложения углеводородов
1.2. Некоторые лабораторные и опытно - промышленные установки
1.2.1. Плазмохимическая установка по переработке жидких нефтяных 41 отходов и нефтешламов
1.2.2. Переработка углеводородов в электрической дуге с целью 44 получения летучих фракций
Глава 2. Экспериментальный стенд по разложению тяжелых 53 углеводородов на легкие фракции
2.1. Система электрического питания
2.2. Система зажигания дуги
2.3. Система газоснабжения
2.4. Система охлаждения
2.5. Устройство для подачи сырья
2.6. ЭлектродуговоЙ!плазмотрон
2.7. Плазмохимический реактор
2.8. Камера закалки 73 Глава 3. Электрические и энергетические характеристики 77 плазмотрона
3.1. Вольтамперные характеристики плазмотрона
3.2. Тепловые характеристики плазмотрона

3.3. Радиальное распределение температуры струи плазмотрона
Глава 4. Плазмохимический метод переработки углеводородов с
помощью электродуговой плазмы
4.1. Теоретический анализ взаимодействия капель мазута с потоком 89 электродуговой плазмы
4.2. Разложение мазута на легкие фракции с помощью азотной 92 электродуговой плазмы
4.2.1. Методика проведения экспериментов '
4.2.2. Результаты экспериментальных исследований
4.3. Разложение нефти на легкие фракции в потоке аргоновой 96 электродуговой плазмы
4.3.1. Методика проведения экспериментов
4.3.2. Результаты экспериментальных исследований
4.4. Разложение мазута на легкие фракции с помощью аргоновой 99 электродуговой плазмы
4.4.1. Методика проведения экспериментов
4.4.2. Результаты экспериментальных исследований
4.5. Выводы по 4 главе
Заключение
Литература

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ Т - температура столба сжатой дуги;
К - радиус столба дуги;
/ - сила тока;
С - емкость;
и - напряжение;
КПД - коэффициент полезного действия;
ВП — выпрямительный блок;
МЭВ - межэлектродпая вставка;
АТ - прирост температуры;
ц - КПД плазмотрона;
И - расход газа;
с — теплоемкость азота;
N — полезная мощность;
а - электропроводность плазмы;
X - теплопроводность плазмы;
а — теплоотдача газа;
р - плотность газа;
У - излучательная способность плазмы;
Ср - теплоемкость газа;
/ — длина столба дуги;
Е — напряженность электрического поля;
СВЧ —сверхвысокочастотный;
ВВР - высоковольтный разряд;
Работы по исследованию и разработке процессов синтеза ацетилена и других углеводородных продуктов с использованием генератора низкотемпературной плазмы рассмотрены авторами A.JI. Моссэ, A.B. Горбунов, A.A. Галиновский, В.Э. Вогулкин в ГНУ «ИТМО им. Лыкова» /45/.
Для тестирования процесса получения ацетилена из углеводородного сырья предполагалось использовать плазмотрон постоянного тока типа ПДС - 3, модернизированный для работы на водороде, метане, пропан бутане и их смесях с другими газами /45/. Так же было проведено тестирование процесса с использованием плазмотрона переменного тока типа Ш1Т — 70.
Экспериментальная технологическая установка представляла собой плазменный реактор, состоящий из плазмотрона, секционированного реактора и закалочного устройства. Для тестирования эффективности технологического процесса использовалось закалочное устройство двух типов. Закалочная секция, обеспечивающая распределенный ввод струй воды перпендикулярно движению плазменной струи, и закалочный бункер, где осуществлялась закалка газов пиролиза затоплением их в объеме закалочной среды - дизельного топлива. В состав технологических установок также входили системы подачи плазмообразующего газа — азота, системы подачи исходного углеводородного сырья - пропан - бутана (сжиженный газ), системы водоснабжения плазмотрона, секций реактора и закалочного бункера, а также системы отбора продуктов пиролиза на газовый анализ. Отбор проб газов пиролиза на выходе из реактора осуществлялся с помощью водоохлаждаемого пробоотборника и вакуумного насоса в газовые пипетки /45/.
Химический анализ проб газа осуществлялся методом газоадсорбционной хроматографии с использованием детектора по теплопроводности и пламенно-ионизационного детектора.