Совместная термохимическая переработка твердых природных энергоносителей, углеродсодержащих отходов и нефтяных остатков

• Автор: Герасимов, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Тяжелые нефтяные остатки и их химический состав

1.2 Горючие сланцы

1.3 Структура и строение углей

1.4 Проблема утилизации кислых гудронов и нефтешламов

1.5 Переработка резинотехнических изделий и полимеров

1.6 Выводы по главе

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристика объектов исследования

2.2 Методики проведения анализов
2.3 Стендовая установка совместного термокрекинга твердых природных энергоносителей и углеродсодержащих отходов или нефтяных остатков
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Закономерности процесса совместной переработки твердых горючих ископаемых с углеродсодержащими отходами
3.2 Выбор оптимального соотношения сырья процесса совместной термохимической переработки твердых природных горючих ископаемых с углеродсодержащими отходами
3.3 Влияние минеральной части твердых горючих ископаемых на процесс их совместной термохимической переработки с гудроном
3.4 Термолиз смесей на установке совместной термохимической переработки нефтяных шламов или кислых гудронов и твердого природного топлива ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ

Снижение запасов и объемов добычи нефти во многих нефтеперерабатывающих регионах мира, в том числе и российских, вызывает необходимость вовлечения в хозяйственный оборот
альтернативных источников углеводородного сырья. В первую очередь -это твердые полезные ископаемые (горючие сланцы, бурый уголь), а также отходы производственного и бытового происхождения (кислый гудрон, нефтешламы, сланцевые фусы, полимерные отходы бытовой
промышленности, резиновая крошка из отработанных автопокрышек).
В настоящее время в развитии производства исключительную роль играют топливно-энергетические ресурсы, определяющие конкурентоспособность выпускаемой продукции. Многие страны ощущают дефицит энергетических природных ресурсов. В условиях постепенного истощения природных запасов нефти и заметной тенденции удорожания стоимости нефтепродуктов актуален поиск альтернативных источников энергии. Так как нефть и большинство сланцев по
происхождению являются сапропелитами и органическая масса горючих сланцев по элементному составу близка к нефти, то такой источник сырья является перспективным в процессе термохимической переработки в смесях с вышеуказанными отходами.
Создание научных основ технологии, позволяющей эффективно перерабатывать данные виды топлива в смесях с отходами с целевым получением углеводородных фракций, актуально.
Диссертация выполнялась в рамках государственного контракта № 16.525.11.5009 шифр «2011-2.5-525-027-006» по теме «Разработка инновационных технологий и комплекса оборудования для переработки многотоннажных накоплений кислых гудронов и нефтешламов с целью минимизации загрязнения окружающей среды».

Цель работызаключалась в разработке технологии получения дистиллятных фракций из нефтяных, сланцехимических, полимерных и резиновых отходов путем их совместной термохимической переработки с горючим сланцем или бурым углем.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
1. Изучение физико-химических свойств горючих сланцев различных генетических типов, низкосернистого бурого угля Канско-Ачинского бассейна, кислого гудрона, нефтешламов, отходов бытовых изделий из полиэтилена и полипропилена, сланцехимических фусов и резиновой крошки из изношенных автомобильных покрышек.
2. Исследование процесса термолиза вышеуказанного сырья.
3. Оценка качества продуктов совместной термохимической переработки твердых природных энергоносителей и углеродсодержащих отходов или нефтяных остатков.
4. Определение оптимальных соотношений компонентов сырьевой смеси, обеспечивающих при термохимической переработке максимальные выходы целевых жидких продуктов.
5. Изучение влияния минеральной части горючих сланцев на процесс совместной термохимической переработки твердых природных энергоносителей и нефтяных остатков.
Научная новизна полученных результатов:
1. Впервые показано, что использование добавок различных углеродсодержащих органических отходов (кислый гудрон, нефтешламы, сланцевые фусы, полимерные отходы бытовой промышленности, отработанная резиновая крошка) при их совместной термохимической переработке с горючими сланцами или углями сопровождается превышением реального выхода жидких продуктов по сравнению с правилом аддитивности, максимальное проявление которого индивидуально для каждого вида добавки.

КО 40 С. "Л (.тсс)
Рисунок 9 - Физико-химические свойства углей в зависимости от степени углефикации: XV - показатель механической прочности; -
действительная плотность, г/см3; Р" — выход летучих веществ из аналитической пробы, % (мае.); Ртах - максимальное давление распирания, кгс/см“; х - пластометрическая усадка, мм; У-толщина пластического слоя,

мм; М - индекс Рога; - индекс свободного вспучивания; ^ индекс
максимальной пластичности (по методу Гизелера); С — содержание
углерода, % (мае.)
Одна из главных задач углехимии - исследование реакционной способности углей в различных процессах с целью разработки эффективных путей переработки ОМУ в продукты с заданными свойствами [52-54]. Естественно, что решение этой задачи должно базироваться на данных структурно-химических показателей ОМУ.
В настоящее время накоплен большой экспериментальный материал по исследованию структуры и реакционной способности ОМУ физикохимическими методами [50, 52]. Однако интерпретация данных по связи структуры и свойств ОМУ часто противоречива из-за отсутствия единой точки зрения на ее структуру [51, 53] носит описательный, качественный характер и не может быть использована для количественной оценки свойств углей в термохимических процессах их переработки.