Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Пиролиз нефтешламов в присутствии хлоридов металлов
К.В. Чалов, М.Ю. Тихонов, Ю.В. Луговой, Ю.Ю. Косивцов, Э.М. Сульман
ГОУВПО «Тверской государственный технический университет»,
г. Тверь
На сегодняшний день все большую важность с экологической и экономической точки зрения приобретают процессы рециркуляции природных богатств. В 2010 году объем добычи нефти в Российской Федерации составил 505 миллионов тонн [1]. При добыче, хранении, транспортировке и переработке нефти, а так же в случае аварийных потерь, доля нефтяных отходов может составлять до 8 % от объёма добычи. Принимая во внимание ограниченность запасов нефти, актуальным является разработка эффективного метода переработки нефтешламов с получением газообразных и жидких энергоносителей [2].
Наиболее перспективным методом переработки органического сырья в полезные продукты является каталитический пиролиз. К преимуществам этого метода относится низкая чувствительность к составу сырья и замкнутый цикл процесса переработки. Применение катализаторов пиролиза позволяет увеличивать выход и качество ценных продуктов, а также способствует улучшению управляемости процесса. Использование катализаторов позволяет снизить реакционную температуру процесса и стоимость котельного оборудования используемого для процесса переработки нефтешламов [3].
Согласно литературным данным [4,5] высокую каталитическую активность в процессах пиролиза углеводородного сырья проявляют хлориды различных металлов. На активность катализатора влияет вид катиона металла входящего в состав солей.
В настоящей работе исследован процесс каталитического пиролиза нефтешлама Каспийского месторождения в присутствии хлоридов металлов подгруппы железа и хлоридов металлов (Na, K, Mg, Al). Процесс пиролиза проводился на экспериментальном стенде в среде азота с возможностью отбора проб и измерения объема газообразных продуктов процесса. Интервал исследуемых температур процесса составлял 400 - 600 ºС. Получаемые газообразные продукты исследовались методами газовой хроматографии и калориметрии.
На основании полученных экспериментальных данных (см. рис.), доля газообразных и жидких продуктов пиролиза сильно зависит от природы катализатора. Применение хлоридов щелочных металлов и хлоридов металлов подгруппы железа привело к увеличению степени конверсии исходного сырья в ценные продукты по сравнению с некаталитическим процессом. В случае использования хлоридов магния и алюминия наблюдалось увеличение только доли газообразных продуктов.
Массовая доля продуктов пиролиза при t = 500 0С с добавлением хлоридов различных металлов (10 % от массы сырья)
При использовании в качестве катализатора хлорида кобальта наблюдался высокий выход жидких и газообразных продуктов. Увеличение составило около 30 % (масс.) по сравнению с некаталитическим пиролизом нефтешламов. Применение хлорида никеля привело к увеличению содержания газообразных углеводородов С1-С3 по сравнению с некаталитическим процессом и использованием хлорида кобальта в 2,9 и 1,25 раз соответственно.
Список литературы
1. Асвадуров К. Рекорд в добыче и рост в бурении / К. Асвадуров / Нефть и Капитал, 2011 №01-02. Hhttp://www.indpg.ru/nik/2011/01-02/38810.html.
2. Булатов В.И. Нефть и экология: научные приоритеты в изучении нефтегазового комплекса / ГПНТБ СО РАН, Югорский научно-исследовательский институт информационных технологий. - Новосибирск, 2004. - 155 с.
3. Биккулов А.З. Органические нефтяные отложения и их утилизация / Уфимский государственный авиационно-технический университет. - Уфа, 1997. – 180 с.
4. Catalytic Effects of Metal Chlorides on the Pyrolysis of Lignite / X. Zou, J. Yao, X. Yang, W. Song, W. Lin / Energy & Fuels. - 2007. - Vol. 21. - P. 619-624.
5. Пиролиз полимерных материалов в присутствии хлоридов металлов подгруппы железа/ Ю.Ю. Косивцов, Э.М. Сульман, Ю.В. Луговой, В.Г. Систер, Е.М. Иванникова// Химическое и нефтегазовое машиностроение, 2010. - № 6. -С. 36-38.