Совместная гидроконверсия органических техногенных отходов и тяжелых нефтяных остатков

• Автор: Дандаев, Асхаб Умалтович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Состав, свойства и масштабы образования органических

техногенных отходов

1.1.1. Отходы пластиков на основе полиолефинов

1.1.2 Отходы шинной резины

1.1.3 Отходы биомассы

1.2. Основные методы переработки органических техногенных

отходов в жидкие и другие продукты

1.2.1. Переработка пластиков
1.2.2. Пиролиз пластиков
1.2.3. Совместный пиролиз пластиков с углями и сланцами
1.2.4. Совместная переработка пластиков с нефтяными остатками
1.2.5. Переработка шинной резины
1.2.6. Гидрогенизационная переработка шин и смесей с другими
материалами (углями, сланцами и нефтяными остатками)
1.2.7. Переработка древесных отходов
1.2.8. Гидрогенизационное ожижение древесины
1.2.9. Влияние облучения на гидроконверсию органических
техногенных отходов и тяжелых нефтяных остатков
2. ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИСС ЛЕДОВ АНИ
2.1. Характеристика объектов исследования
2.2. Методы получения гомогенных смесей органических техногенных отходов с тяжелыми нефтяными остатками
2.3. Методика проведения экспериментов на лабораторном
стенде
2.4. Обработка экспериментальных данных
2.5. Методы оценки дисперсности коллоидно-дисперсных систем
2.6. Методы анализа сырья и продуктов гидроконверсии
2.7. Методика активации твердых органических отходов
ионизирующим излучением ускоренными электронами
3. ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Гидроконверсия органических твердых отходов в смеси с
нефтяными остатками
3.1.1. Термодинамический анализ реакций превращения шинной
резины и полиэтилена низкого давления
3.1.2. Термическая деструкция полиэтилена низкого давления,

шинной резины и тяжелого нефтяного остатка (гудрона)
Исследование свойств Мо-содержащего катализатора,
3.1.3. синтезированного в условиях гидроконверсии с добавками

3.1.4. Гидроконверсия шинной резины без растворителя
3.1.5. Влияние состава прекурсора на гидроконверсию резины без
растворителя
3.1.6. Гидроконверсия шинной резины в смеси с гудроном
3.1.7. Влияние температуры на процесс гидроконверсии смеси
резины с гудроном
3.1.8 Гидроконверсия полиэтилена без растворителя
3.1.9 Гидроконверсии полиэтилена в смеси с гудроном
3.1.10. Совместная гидроконверсия полиэтилена, резины и гудрона
3.2. Влияние ионизирующего излучения на гидроконверсию
органических техногенных отходов
3.2.1. Гидроконверсия смеси гудрона с резиной
3.3. Гидроконверсия древесной биомассы в углеводородной
среде в присутствии ультрадисперсних катализаторов
3.3.1 Термодинамический анализ превращений соединений,
моделирующих структурные фрагменты компонентов древесины, в условиях гидроконверсии
3.3.2 Изучение условий получения гомогенных смесей древесных
опилок с гудроном
3.3.3. Исследование термических превращений древесной биомассы
методом ТГ А
3.3.4. Определение оптимального состава пасты
3.3.5. Влияние состава сырья на показатели гидроконверсии
3.3.6. Влияние у-облучения на гидроконверсию биомассы
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АРУ - ароматические углеводороды
БСК - бутадиен-стирольный каучук
БТК - бензол, толуол, ксилолы
ГЖХ — газо-жидкостная хроматография
ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография
ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия
НС - насыщенные соединения
ПВХ - поливинилхлорид
ПИ - полиизопрен
ПМА - парамолибдат аммония
ПЭ - полиэтилен
ПЭВД - полиэтилен высокого давления (низкой плотности LDPE)
ПЭНД - полиэтилен низкого давления (высокой плотности HDPE)
ПП - полипропилен
ПС - полистирол
ПЭТ - полиэтилентерефталат
РКД - роторно-кавитационный диспергатор
РТК - радиационно-термический крекинг
ТГА - термогравиметрический анализ
ТКО - твердые коммунальные отходы
ТНО - тяжелые нефтяные остатки
ОТО - органические техногенные отходы
УВ - углеводороды
ХМСМ - хромато-масс-спектрометрия
CCI - расчетный цетановый индекс (calculated cetane index)
TAN - общее кислотное число (total acid number)

установках [87], в том числе непрерывного действия [88]. Измельчение биомассы до <450 мкм, позволяет увеличить выход жидких продуктов с теплотой сгорания 22,4 МДж/кг, вязкостью 4,1сСт при 90°С содержанием веществ, нерастворимых в МеОН, <0,4% и зольностью <0,05% [87]. В случае каталитических вариантов пиролиза древесины, как и при рассмотренном выше пиролизе автошин (см. цитированные ранее работы [3, 71]), рекомендуется не вводить катализаторы в сырьё, а подвергать катализу выделяющиеся при пиролизе пары летучих продуктов. На примере древесины тополя показано [89], что для этих целей можно использовать ТЮ2 в форме рутила или анатаза и Zr02/Ti02 с добавками Се, Ru или Pd. В частности, контакт Pd-Ce-Zr02 на рутиле способствовал повышению выхода фенолов в составе жидких продуктов пиролиза с 25,6 до 37,2% [89].
Интересно, что совместный пиролиз отходов древесины и пластиков (полиэтилена высокой и низкой плотности, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида) характеризуется отчетливо выраженным синергизмом, что выражается в повышенном выходе жидких продуктов в сравнении с расчетными аддитивными значениями [90-92].
1.2.8. Гидрогенизационное ожижение древесины
Одной из первых работ по гидрогенизации древесины, по-видимому, была публикация [93] 1960 года, выполненная по результатам исследований, проведенных в лаборатории акад. А.А.Баландина в Институте органической химии им Н.Д. Зелинского АН СССР.
Позднее, в связи с первым энергетическим кризисом, в Дурбанском университете (ЮАР) методом ударных волн водорода изучали превращения измельченных отходов сахарного тростника (жома) [94]. Соотношение давлений в ведущей и ведомой секциях ударной трубы до открытия диафрагмы составляло 550:1 и 850:1 кПа. После открытия диафрагмы, разделяющей секции, в ведомой секции с загрузкой жома под действием волны водорода в течение нескольких миллисекунд возрастали температура и давление, создавались условия для гидрогенизации жома. Степень