Влияние ультразвуковой обработки на компонентный состав и склонность к образованию отложений, образующихся из мазута
Введение
Россия является одним из крупнейших производителей остаточных нефтяных топлив в мире [1]. Остаточные нефтяные топлива, такие как мазут и тяжелые фракции нефти, получают в результате перегонки сырой нефти. Они используются для производства электроэнергии, отопления, а также в нефтеперерабатывающей и других промышленных отраслях.
По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году Россия произвела 55,7 миллиона тонн мазута, что составляет около 12 % от общемирового производства. Таким образом, Россия занимает одно из лидирующих мест в мире по производству остаточных нефтяных топлив [2].
Однако, с учетом требований к сокращению выбросов вредных веществ, в том числе серы и углерода, в атмосферу, в России в последние годы происходят изменения в этой области. В 2018 году правительство России запустило программу по модернизации мазутоперерабатывающих предприятий с целью сокращения выбросов вредных веществ. В связи с этим в 2022 году Россия произвела уже 40,4 миллиона
Содержание
Принятые сокращения и обозначения 3
Введение 4
1 Теоретическая часть 8
1.1 Структура нефтяных дисперсных систем 8
1.2 Отложения, образующиеся из мазута 13
1.2.1 Влияние отложений на окружающую среду и здоровье человека 13
1.2.2 Влияние отложений на поверхности теплообмена 14
1.2.3 Исследования состава отложений 16
1.2.4 Способы борьбы с отложениями 20
1.3 Изменение строения и свойств нефтяных дисперсных систем под влиянием внешних воздействий 22
1.4 Способы обработки мазута с целью улучшения его свойств 23
1.5 Ультразвуковые воздействия на нефтяные дисперсные системы 34
1.6 Влияние ультразвуковой обработки на компонентный состав и склонность к образованию отложений из мазута 38
1.7 Заключение по литературному обзору, постановка цели и задач исследования 42
2 Экспериментальная часть 44
2.1 Описание методики определения группового химического состава мазута 44
2.2 Проведение ультразвуковой обработки потока мазута 48
2.3 Определение коксуемости мазута 50
2.4 Анализ, обработка и систематизация полученных данных 51
3 Технико-экономические показатели 58
Заключение 63
Список использованной литературы 64
Список использованной литературы
1. Российский мазут. [Электронный ресурс] URL: https://novostivl.ru/news/20230329/294391/ (дата обращения: 04.06.2023).
2. Электронный ресурс] URL: https://www.iea.org/ (дата обращения: 04.06.2023).
3. Сальникова Т.В. Количественная оценка группового состава нефтепродуктов / Т.В. Сальникова, А.Д. Татжиков, Г.В. Власова, Д.В. Ширин, Н.А. Пивоварова // Наука и практика – 2021. Всероссийская междисциплинарная научная конференция, Астрахань, 18–30 октября 2021 года : материалы / АГТУ. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2021. – С. 401-404.
4. Туманян Б.П. Научные и прикладные аспекты теории нефтяных дисперсных систем. - М.: ООО «ТУМА ГРУПП»; Изд-во «Техника», 2000. – 336 с.
5. Унгер Ф.Г. Использование магнитронных устройств для омагничивания жидких сред / Ф.Г. Унгер, Л.Н. Анлдреева, Э.Р. Гейнц // Сборник научных трудов. Электронные и электромеханические системы и устройства. Науч. произв. центр «Полюс», Томск, 1997. – С. 179-183.
6. Химия нефти / п.ред. З.И. Сюняева. – Л.: Химия, 1984. – 360 с.
7. Сюняев З.И., Сафиева Р.З. Нефтяные дисперсные системы. – М.: Химия. 1990. – 226 с.
8. Полежаева Н.И. Физикохимия нефтяных дисперсных систем. Нефтяные дисперсные системы: конспект лекций для студентов бакалавриата / Н. И. Полежаева; СибГУ им. М. Ф. Решетнева. – Красноярск, 2020. – 56 с.
9. Коробов Г.Ю. Исследование влияния асфальто-смолистых компонентов в нефти на процесс образования асфальтосмолопарафиновых отложений / Г.Ю. Коробов, М.К. Рогачев // Журнал нефтегазовое дело. – 2015. – № 3. – С. 162-173.
10. Луцко В.Е. Влияние магнитного поля на антиоксидантные и парамагнитные свойства нефтяных дисперсных систем / В.Е. Луцко, С.И. Писарева, Л.Н. Андреева // сб. тр. НПФ «Геофит». – Томск: Изд-во ТГУ, 2002. – Т. 2. – С. 288-293.
11. Xiong, J., Zhang, Q., Xu, Z. et al. Characterization and source apportionment of heavy metals in fly ash, bottom ash and slag in the perspective of the air pollution control system at coal-fired power
Ультразвуковое воздействие на жидкие среды эффективнее высокоскоростного перемешивания и низкочастотной вибрации, что обусловлено возникновением в жидких средах кавитационных парогазовых пузырей, накапливающих энергию при их расширении и взрывающихся при сжатии с созданием ударных волн и кумулятивных струй, которые формируют микро и макротечения. Преимуществами воздействия акустических колебаний звуковых или ультразвуковых частот являются взрыво- и пожаробезопасность процесса; применимость к агрессивным средам; возможность работы при высоких температурах и давлениях [63].
Использование низкоэнергетической волновой обработки (постоянное магнитное поле 0,1–0,4 Тл, ультразвук 50 кГц) и поглотителей сероводорода приводит к изменению степени дисперсности системы наряду со степенью удаления сероводорода, определяемого по остаточному содержанию сероводорода в мазуте. Метод позволяет изучать взаимодействие конструктивных элементо