Диссертация (1090080), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Степень заполнения образцапироуглеродом рассчитывается по формуле:31 Р Р0Р0(1.17)где σ - степень заполнения образца пироуглеродом;Р0 - масса образца до заполнения пироуглеродом;Р – масса образца после заполнения пироуглеродом.Определение удельной внешней поверхности образца осуществляетсяна основании зависимости изменения удельной адсорбционной поверхностиобразца от степени его пироуплотнения по методике, предложенной в работе[44]. В этой же работе приведены формулы для расчета среднего диаметра частицсажи, а также эквивалентного диаметра пор, диаметра входного отверстия в порусажевых агломератов.1.2.3 Обсуждение экспериментальных результатов электрокрекингаорганического сырьяВ таблице 1.6 приведены данные о составе газов электрокрекинга образцов1-8 при выходе газа 20 лгаза/лсырья.Таблица 1.6 – Влияние природы сырья на состав газаСоставОбразецгаза12345678Ацетилен17,520,623,127,028,329,931,232,6Водород55,452,852,052,351,149,047,944,127,126,624,920,720,621,120,923,3Сумма другихуглеводородовВидно, что в ряду бензиновая фракция (образцы 1-3) - керосиновая фракция(образцы 4, 5) – дизельная фракция (образцы 6, 7) – масляная (образец 8) фракциясодержание ацетилена в газе возрастает.32Повышению содержания ацетилена в составе газа способствует иувеличение степени разложения сырья.
Так, на рисунках 1.4 и 1.5 представленызависимости изменения концентрации ацетилена в составе газа от степениразложения сырья.Из представленных на рисунках данных следует, что повышение степениразложения сырья до значения соответствующего выходу газа ~ 100 лгаза/лсырья,способствует увеличению концентрации ацетилена в газе. Однако, дальнейшийрост продолжительности разложениясырья не приводит к повышениюсодержания ацетилена в составе газа.Концентрация ацетилена, % .302520152060100140180Выход газа, лгаза/лсырья-♦- - образец 1; -■- - образец 2; -▲- - образец 3.Рисунок 1.4 – Влияние степени разложения образцов 1-3 на изменениеконцентрации ацетилена в составе газа33Концентрация ацетилена, % об ..35302520151052060100140180Выход газа, лгаза/лсырья-♦- - образец 9; -■- - образец 10; -▲- - образец 11; -●- - образец 12.Рисунок 1.5 - Влияние степени разложения сырья на концентрациюацетилена в газах электрокрекинга образцов 9-12Следует отметить, что по мере увеличения степени разложения сырья,отмечается уменьшение влияния исходного сырья на состав образующегося газа.Так, например, при выходе газа 20 лгаза/лсырья концентрация ацетилена дляобразцов 1 и 3 (рисунок 1.4) составляет 17,5 % об.
и 23,1 % об., при выходе газа180 лгаза/лсырья 28,2 % об. и 29,3 % об., соответственно. Нивелирование различий всоставах образующегося газа по мере увеличения степени разложения сырьяотмечалось не только внутри «отдельных» фракций (образцы 1-3), но и по всем«родственным» фракциям (образцы 1-8, 11, 12) в целом. Так, для образцов 1 и 8при выходе газа 20 лгаза/лсырья разница между минимальной и максимальной34концентрацией ацетилена составляла 15,1 % об., а при выходе газа 180 лгаза/лсырьявсего 7,2 % об.Нивелирование различий в составах газа при увеличении степениразложения сырья отмечено и при разложении образцов 9 и 10 (рисунок 1.5).
Так,при выходе газа 20 лгаза/лсырья концентрация ацетилена для образцов 9 и 10составляла 10,8 % об. и 12,9 % об., при выходе газа 180 лгаза/лсырья 17,2 % об. и 17,8% об., соответственно. Меньшее содержание ацетилена в составах газа посравнению с газами, полученными при разложении образцов 1-8, обусловленотем, что разложение спирто–эфирной (образец 9) и эфирной (образец 10) фракцииприводило к образованию монооксида углерода, концентрация которого привыходе газа 20 лгаза/лсырья составляла 13 % об. и 7 % об. для образцов 9 и 10соответственно и 21 % об. при выходе газа 140 лгаза/лсырья.Совокупность данных об изменении состава газа электрокрекинга впроцессе разложения сырья, в сочетании с литературными данными[43],позволяет предположить, что в процессе разложения сырья происходит изменениесостава жидкой фазы (таблицы 1.7, 1.8).Таблица 1.7 – Групповой углеводородный состав образцов 1-3 и фильтратовКонцентрация углеводородов, % масс.Образец1АлканыНафтеныАлкеныАрены2345Неидентифицированные6Исходное сырье141,9233,260,023,401,42216,0211,200,171,091,59311,130,800,086,351,72Выход газа 20 лгаза/лсырьяФильтрат 12033,4427,695,0232,781,07Фильтрат 22011,299,526,4571,541,20Фильтрат 3209,110,606,2182,771,3135Продолжение таблицы 1.7123456Выход газа 60 лгаза/лсырьяФильтрат 16024,7820,452,0451,231,50Фильтрат 2608,458,102,1280,011,32Фильтрат 3606,010,592,6389,301,47Выход газа 100 лгаза/лсырьяФильтрат 11006,8213,011,0177,601,56Фильтрат 21003,478,911,1084,791,73Фильтрат 31004,380,501,0589,204,87Выход газа 180 лгаза/лсырьяФильтрат 11801,0511,511,0385,011,40Фильтрат 21801,128,671,0088,740,47Фильтрат 31805,680,501,0091,621,20Таблица 1.8 – Химический состав образца 9 и фильтратаОбразец9ФильтратВыход газа 180лгаза/лсырьяСоставСодержание, % масс.Спирты47,5Эфиры24,6Не идентифицированные27,9Спирты37,2Эфиры16,6Углеводороды, в том числе:11,1Алканы и циклоалканы5,1Арены6,0Не идентифицированные35,1Видно, что повышение степени разложения сырья приводит к тому, что вжидкой фазе протекают превращения, приводящие к изменению исходного36состава сырья.
Так, например, разложение углеводородных фракций приводит куменьшению количества алканов и образованию аренов. Следует отметить, чтоприразложениикислородсодержащегосырьявсоставежидкойфазыприсутствовали углеводороды. Иначе говоря, увеличение продолжительностиразложения сырья приводит к повышению степени его ароматизации.Превращения, происходящие в жидкой фазе, отражаются на ее физикохимических характеристиках. На рисунках 1.6, 1.7 и таблице 1.9 представленызависимости изменения коэффициента рефракциии плотности образцов впроцессе их разложения.1,49Коэффициент рефракции1,481,471,461,451,441,430306090120150180Выход газа, лгаза/лсырья-♦- - образец 1; -■- - образец 4; -▲- - образец 7; -●- - образец 8.Рисунок 1.6 – Влияние степени разложения сырья на изменениекоэффициента рефракции образцов370,90Плотность, г/см30,850,800,750,70020 40 60 80 100 120 140 160 180Выход газа, лгаза/лсырья-♦- -образец 1; -■- - образец 4; -▲- - образец 7; -●- - образец 8.Рисунок 1.7 – Влияние степени разложения сырья на изменение плотностиобразцовТаблица 1.9 – Физико–химические характеристики жидких продуктовразложения образцов 9-12 при выходе газа 180 лгаза/лсырьяНаименованиепоказателяОбразец91011Фильтрат129180101801118012180Плотность, г/см3 0,8182 0,8158 0,7538 0, 8990 0,8213 0,8242 0,7812 0,9012Коэффициентрефракции1,4060 1,4040 1,4413 1,6810 1,4191 1,4199 1,4777 1,6995Видно, что при невысоких значениях степени разложения сырья, значениякоэффициента рефракции и плотности жидкой фазы снижаются.
Уменьшениезначений рассматриваемых характеристик обусловлено накоплением на начальномэтапе процесса разложения, в составе жидкой фазы, низкомолекулярных веществ.38400оТемпература, С350300250200050100Объем, млЭто подтверждается данными, представленными на рисунке 1.8.-♦- - исходный образец 7; -■- - фракционный состав фильтратасуспензии, полученной при выходе газа 20 лгаза/лсырья; -▲- - фракционный составфильтрата суспензии, полученной при выходе газа 180 лгаза/лсырья.Рисунок 1.8 - Изменение фракционного состава образца 7 в процессе егоразложенияПри этом общая тенденция изменения значений коэффициента рефракции,плотности и фракционного состава образцов связана с их увеличением по меревозрастания степени разложения сырья. Однако, следует отметить, что повышениевыхода газа больше 100 лгаза/лсырья не приводит к увеличению значенийрассматриваемых показателей.
Это наиболее вероятно связано с тем, чтообразующиеся высокомолекулярные продукты адсорбируются на поверхностисажи и выводятся из жидкой фазы при фильтрации суспензии.39Увеличение содержания в составе жидкой фазы высокомолекулярныхвеществ, более того, ароматических веществ, согласно данным работы[45],должно способствовать образованию сажи. Следует отметить, что образующаясяпри разложении сырья сажа, диспергируется в жидкую фазу.
Для извлечениясажи, суспензию подвергают фильтрации, полученную пасту направляют наэкстракцию для удаления жидкой фазы из пасты с помощью растворителя. В связис тем, что образующаяся при фильтрации суспензии паста может представлятьинтересвкачествецелевогопродукта,представлялосьцелесообразнымрассмотреть влияние степени разложения сырья не только на выход сажи, но и навыход пасты.
На рисунках 1.9-1.11 представлены зависимости выхода пасты исажи от продолжительности разложения сырья при проведении процессаэлектрокрекинга.Выход сажесодержащей пасты, гпасты/л сырья60050040030020010002060100140180Выход газа, лгаза/лсырья-♦- - образец 1; -■- - образец 4; -▲- - образец 6; -●- - образец 8.Рисунок 1.9 - Влияние степени разложения фракций нефтепродуктов навыход пасты при проведении электрокрекинга40Видно, что наименьший выход пасты зафиксирован при разложениибензиновой фракции, наибольший - масляной фракции. Увеличению выхода пастыспособствует не только использование углеводородного сырья с большейплотностью (молекулярной массой), но и повышение степени разложения сырья.50Выход сажи, гсажа/л сырья4030201002060100140180Выход газа, лгаза/лсырья- ♦- - образец 1; -■- - образец 4; -▲- - образец 6; -●- - образец 8.Рисунок 1.10 - Влияние степени разложения фракций нефтепродуктов навыход сажиВидно, что наименьший выход сажи зафиксирован при разложениибензиновой фракции, а наибольший - масляной фракции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
