Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Разработка малогабаритных кавитационно-вихревых аппаратов для повышения эффективности процессов абсорбции и регенерации

Диссертация: Разработка малогабаритных кавитационно-вихревых аппаратов для повышения эффективности процессов абсорбции и регенерации
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

На основе разработанных конструкций предложена усовершенствованная технологическая схема процесса абсорбционной очистки углеводородных газов от сернистых соединений с двухстадийным блоком регенерации отработанных водно-щелочных стоков. Основным видом оборудования на предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли является колонная аппаратура для процессов контактирования и разделения жидких… Читать ещё >

Разработка малогабаритных кавитационно-вихревых аппаратов для повышения эффективности процессов абсорбции и регенерации (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • ГЛАВА 1. Анализ конструкций для очистки газов от сернистых соединений, кавитационно-вихревых устройств и теоретические исследования их работы в нефтехимической фомышленности
    • 1. 1. Способы очистки газов от сернистых соединений
    • 1. 2. Основы абсорбционных методов очистки
    • 1. 3. Основы аппаратурного оформления
    • 1. 4. Влияние кавитационно-вихревых воздействий ри переработке углеводородного сырья
    • 1. 5. Возможность применения волновых возденетвий для интенсификации процессов нефтехимической технологии
  • ГЛАВА 2. Методы и объекты исследований 2.1 Лабораторная установка и методика исследова-ши процесса окисления тиолов при волновом воздействии
    • 2. 2. Исследование процесса диссоциации углеводоро-. при волновом воздействии
    • 2. 3. Лабораторная установка по изучению гидродинамических характеристик
  • ГЛАВА 3. Разработка методики расчета и конструи-tзание кавитационно-вихревого аппарата для процесса абсорбции газов
    • 3. 1. Исследование влияния волновых воздействий на ^ юцесс извлечения сернистых соединений из нефтяных ! дистиллятов водно-щелочным раствором
    • 3. 2. Разработка методики расчета кавитационно-' шхревого абсорбера
    • 3. 3. Определение оптимальной скорости движения газового потока
    • 3. 4. Исследование газожидкостного режима, созда- 60 ваемого газожидкостным смесителем
      • 3. 5. 0. пределение геометрического размера сопла ^ подвода жидкости
    • 3. 6. Расчет пружины рассекателя
    • 3. 7. Опытно-промышленные исследования кавитаци-онно-вихревого абсорбера на предварительной сероочистке коксового газа ООО «ЛУКОЙЛ Пермнефтегазопереработ-ка»
  • ГЛАВА 4. Применение волновых аппаратов для регенерации отработанной щелочи
    • 4. 1. Исследование влияния волновых воздействии на 84 диссоциацию нефтяных углеводородов
    • 4. 2. Исследование гидродинамических характеристик 88 гидродинамического аппарата
    • 4. 3. Исследование гидродинамических характеристик 96 гидродинамического аппарата
    • 4. 4. Технологическая схема очистки углеводородного газа с блоком окислительной регенерации с использованием кавитационно-вихревых аппаратов
  • Выводы

Основным видом оборудования на предприятиях нефтеперерабатывающей отрасли является колонная аппаратура для процессов контактирования и разделения жидких и газожидкостных систем.

Колонные аппараты, широко применяемые в нефтехимической технологии для проведения процессов контактного теплои массообмена, работают обычно в режиме встречного движения взаимодействующих потоков жидкостей и газов (паров). При таком направлении потоков, как известно, наиболее полно используется движущая сила протекающих физических и большинства химических процессов.

Однако встречное движение взаимодействующих потоков в аппарате, неравноценно идеальной схеме противотока. В реальных аппаратах встречное движение потока характеризуется неравномерными профилями скоростей по сечению, сопровождается механическим уносом легкой фазы более тяжелой фазой и, наоборот, продольным переносом тепла и массы и, следовательно, неодинаковым временем пребывания частиц обоих потоков в рабочем объеме. Отклонение от идеального противотока ведет к уменьшению движущей силы процесса обмена или химического превращения и соответствующему понижению эффективности массообменных аппаратов.

Применение волновых воздействий позволяет повысить эффективность массообмена в химико-технологических процессах и создавать компактные аппараты на их основе. Причем энергия потока для этих аппаратов бывает достаточной для создания эффективного кавитационно-вихревого режима. В связи с резким возрастанием стоимости энергии в последние годы, разработка более экономичных конструкций и перспективных технологий на принципах кавитационно-вихревых воздействий актуальна.

Основной целью настоящей работы является теоретические и экспериментальные исследования гидродинамических характеристик кавитационно-вихревых устройств для процесса абсорбционной очистки от сернистых соединений, регенерация отработанных поглотительных растворов, разработка и совершенствование их конструкций.

Это достигается:

1) изучением влияния волновых воздействий на гетерогенные углеводородные системы;

2) разработкой методов расчета и конструирования аппаратов, работающих на принципах кавитационно-вихревых эффектов;

3) созданием новых технологических процессов с применением кавитационно-вихревых аппаратов.

Выводы.

1. Изучено интенсифицирующее влияние волновых воздействий на поглощение сернистых соединений водно-щелочными растворами из нефтяных углеводородов. Установлено, что при волновом воздействии возможно применение 2−4%-ного щелочного раствора. Для промышленной реализации процесса абсорбции разработана конструкция абсорбера, позволяющая проводить процесс в кавитационно-вихревом режиме. Абсорбер оснащен саморегулирующим устройством проходного сечения в зависимости от подачи сырья и обеспечивает высокий массообмен между газовой и жидкой фазами.

2. Предложен механизм окисления тиолов и сероводорода при волновом воздействии. Установлено, что инициирование процесса окисления сернистых соединений волновым воздействием происходит путем диссоциации молекул воды. Оптимизированы температурные режимы процесса окисления сернистых соединений, при температуре до 40−50 °С процесс идет с образованием элементарной серы, при температуре 90° С и выше процесс идет с максимальным образованием дисульфидов.

3. Разработана конструкция гидродинамического аппарата с коаксиальным расположением ротора и статора, позволяющая достичь зазора между ними менее 0,1 мм.

4. На основе разработанных конструкций предложена усовершенствованная технологическая схема процесса абсорбционной очистки углеводородных газов от сернистых соединений с двухстадийным блоком регенерации отработанных водно-щелочных стоков.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Н.М. и др. Очистка природных газов от сернистых соединений. М.: Обзорная информация ЦИНТИ ХИМНЕФТЕ-MAL1., 1980,-47с.
  2. А.Л., Ризенфельд Ф. С. Очистка газа.- М.: Недра, 1968−392 с.
  3. Т.А., Лайтес И. Л., Аксельрод Ю. В. Очистка технологических газов. -М.: Химия, 1969.-392 с.
  4. Н.Н., Дмитриев М. М., Зыков Д. Д. Очистка от серы коксовального и других газов.-М.: Металлургиздат, 1960.-341 с.
  5. Франк-Каменецкий Д. А. Диффузия и теплопередача в химической технике.-М.: Наука, 1967.-295с.
  6. Касаткин .Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.-М.: Химия, 1971.- с 653.
  7. Т. Массопередача и абсорбция.-Л.: Химия, 1964.-480 с.
  8. В.М., Ручинский В. Р. Ректификация термически нестойких продуктов.-М.: Химия, 1972.-200 с.
  9. И.А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей. -Л. Химия, 1975.-320 с.
  10. Ю.Семенов П. А. А.С. СССР 1 18 487
  11. П.Рамм В. М. Абсорбционные процессы в химической промышленности. -М.: Госхимиздат, 1951. с. 352.
  12. А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. -М.: Химия, 1971.-с. 784.
  13. В.Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии.-Л.: 1977.-с.591.
  14. Б. И. Фишбейн Г. А. Гидродинамика, массо- и теплообмен в дисперсных системах.-Л.: Химия, 1977-с.ЗЗб.
  15. Kronig R., Brink. I, -Appl. Sci. Pes., 1950.v.2,w 2, p. 142.
  16. Дж. Справочник инженера- химика, т.1 /Перевод с англ. Под ред. Акад. Н. М. Жаворонкова и чл. Корр. АН СССР П.Г. Романкова/ -Л.: Химия. 1969.
  17. Пратт Г. Р. К. Жидкостная экстракция. М.: Госхимиздат. 1958. -С.156.
  18. Р. Жидкостная экстракция. -М.: Химия. 1966. -547 с.
  19. Я. Основы процессов химической технологии. Л.: Химия. 1967.
  20. В.М. Абсорбция газов.-М.: Химия, 1967. -656 с.
  21. А.П. Вихревые эффекты и его применение в технике. М., «Машиностроение», 1969. 182с
  22. Некоторые вопросы исследования вихревых вихревого эффекта и его промышленного применения. Труды второго н.-т.к. КуАИ им. С. П. Кололева. Куйбышев, КуАИ 1976, 275 с.
  23. А.В., Бродянский В. М. Что такое вихревая труба? М., «Энергия»,. 1976, 150с.
  24. Новицкий Применение акустических колебаний в химико-технологических процессах. М.:Химия, 1983, с. 41.
  25. Бергман Л. Ультразвук и его применения в науке и технике. М.:ИЛ, 1857.
  26. Гистлинг A.M., Баром А. А. Ультразвук в процессах химической тех-нологии.Л.:Госхимиздат, 1960, с. 95.
  27. М.А. Основы звукохимии. М.: Высшая школа, 1984.С. 110.
  28. М.А., Акопян В. Б. Экспериментальные исследования зависимости скорости звуко-химических реакций и потока сонолюми-несценции от интенсивности ультразвуковых волн. Х.Ф. Ж., 1978, т.52, № 3, с.601−604.
  29. Р.Н. Реакции солей тиолкарбаминовых кислот и их интенсификация акустическим воздействием. Дисс.канд.хим.наук. УГНТУ, Уфа, 1984, 120 с.
  30. Г. Физика акустической кавитации. В кн. Методы и приборы ультразвуковых исследований под ред. У. Мэзон, т. 1, ч. «Б», М.: Мир, 1967, с. 138.
  31. М.Г. О поведении кавитационных пузырьков при больших интенсивностях ультразвука .Акуст.ж.1961,№ 4,с.499.
  32. М.Г. Мощные ультразвуковые поля. М.: 1968, с. 37.
  33. А.Н., Трегубова И. А., Молоканов Ю. К. Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. М.: Химия, 1982,-С. 47.
  34. Г. Ф., Курочкин А. К., Абызгильдин Ю. М., и др. Влияние импульсных акустических колебаний на выход продуктов коксова-ния./В сб. Проблемы глубокой переработки остатков сернистых и высокосернистых нефтей.-Уфа, 1980, с. 61 -62.
  35. С.М. Вертикальные колонные аппараты с пульсацией. М.: Атоииздат, 1974,-С. 147.
  36. A.M. Разработка роторного аппарата для получения стабильной эмульсии.Автореф.канд.техн.наук.М.: 1985,-16с
  37. А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.М.:Химия, 784с.
  38. И.Я., Перник А. Д., Петровский B.C. Гидродинамические источники звука.Л.:Судостроение, 1977,-477 С.
  39. Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. М.:Издатинлит, 1957,-726с.
  40. Ю.С., Козлов., Левченко В. Я. Возникновение турбулентности в пограничном слое. Новосибирск, 1982, Наука сиб.отд.,-С.149.
  41. И.Е. Ультразвук. Физико-химическое и биологическое действие. М.:Физматгиз, 1963.
  42. Ю.И., Гилева К. Г., Кухарская Э. В. Изв. РАН СССР, Б, 1986, N7, с. 36.
  43. JI.A., Корякин А. В., Кулькевич В. Г. действие ультразвука на систему фурфурол-перкись водорода. Изд. ВУЗов Химия и химическая технология топлив и масел. 1962, № 12,с.8−11.
  44. З.И. Изучение влияния ультразвука на скорость окисления. Химия и химическая технология топлив и масел. 1961,№ 12,c.l 1.
  45. B.JT., Брезген Ю. Б., Мокрый Е. Н. Кинетические закономерности и механизм окисления альдегидов в ультразвуковом поле. В кн. Акуст. кавитация и применение ультразвука в химической технологии, Славское, 1985, с. 87.
  46. B.JT., Брезгин Ю. Б., Реутский В. В., Мокрый Е. Н. Особенности звукохимического окисления циклогексана. В кн. Акуст. кавитация и применение ультразвука в химической технологии, Славское, 1985, с. 87.
  47. К.А., Плужников В. А., Беляков В. Н. Влияние звуковых частот на процесс окисления н-декана кисло-родом, там же, с.54.
  48. Хафизов Ф.Ш., Разработка технологии акустической регенерации щелочных поглотителей в процессах демеркапта-низации легких углеводородов, дисс.к.т.н., У фа, 1985.
  49. Ф.Ш. Окисление этилмеркаптида натрия в акустическом поле.-Деп.в ЦНИИТЭНефтехим 08.10.91,№ 8нх-91,Деп.
  50. Moon S, Duchind, ICoony Application of ultrasond to arganic reachons ultrasonic catalysis anhydrolyscs ofcarboxylic esters Fetragedron Letters 1979, v20,N14,p. 3917−3920.
  51. Kenncth I Chen, Shailendra K. Gupta Formation of polysulfides in agu-cons Solution -Environ Lett, 1973, v4, N3, p 187−200.
  52. И.Г. Химические действия кавитации. //Журнал общей химии, 1947, т.17, с. 1048.
  53. Я.И. Ж.физ.химии, 1940, N4,c.305.
  54. В.И. Применение ультраакустических исследований к веществу.М.,"МОПО"т. 10,1960,с.85.
  55. ФренкельЯ.И. Ж.физ.химии, 1940, N4,c.305.
  56. Маргулис М. А. Звукохимические реакции и сонолю-минесценция.М.:Химия, 1986.
  57. С.Н. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. J1. 1975, 83 с.
  58. Гершгал Д.А., Фридман В. М. Ультразвуковая техноло-гическая аппаратура. М.:Энергия, 1979,318с.60.Патент РФ № 2 171 705.
  59. В. С.и др. Распыливание жидкостей М.: Химия, 1979, с. 216.
  60. Ю.Ф. и др. Распыливание жидкостей. М.-Машиностроение, 1977, с. 208.
  61. Ф.В. тр.СоюздорНИИ, 1967, вып.21 с.128−130.
  62. Д.И. Центрабежные форсунки М-Л.Машино-строение, 10,1976,с.168.
  63. М.Х., диссертация, к.т.н. Уфа, 1993 г.66.Патент РФ № 2 143 314.
  64. В.И. Справочник конструктора- машиностроителя. М.-Машиностроение, 1979, 559 с.
  65. Ф.Ш., Ахметов С. А., Давыдов Г. Ф., Влияние акустических колебаний на поведение НДС в условиях атмосферно-вакуумной перегонки.-Деп. в ФНИИТехХим, 1991, № 55-хп91.
  66. М.Х., Хафизов Ф. Ш., Исследование гидродинамических характеристик навитационного сопла Тез.докладов по Всесоюзной конф. Интенсивные и безотходные технологии, Волгоград 1-Зокт.199 170.Патент РФ № 2 185 898.
  67. Anbar М, Pecht I, Ultrosonic acceleration of ligid flow through porous-media .1. Physs chem 68,352,1964.
  68. Л.И., Орехов В. Д., Проскурнин М. А. кн. «Труды 1-го Всесоюзного совещания по радиационной химии», АН СССР, 1958, с. 55.
  69. Пат. России, № 2 001 666, Гидродинамический кавитатор. Кузеев И. Р., Хафизов Ф. Ш., Хуснияров М. Х., Абызгильдин Ю. М. Бюл. № 3940,1993.
  70. Д.М. Очистка и переработка природных газов. М.: Недра, 1977,-349с.
  71. Патент РФ № 2 176 929 Газожидкостной реактор, Хафизов Ф. Ш., Хафизов Н. Ф. и др Б.И. № 35 от 20.12.2001
  72. Margulis М.А. Adv. in Sonochemistry, 1990, v. l, р.39−80.
  73. Sehgal С., StcerR.P., Sutherland R.D., Verral R.E. I.Phys. Chem., 1977, v.81,p.2618.78.1arman P.D.I.Acoust.Soc.Amer., 1960, v.32,p.l459.
  74. NoltingkB.E., Neppiras E.A. Proc. Phys. Soc., 1950, v.63B, p.674
  75. Hcrvey E.N.I.Amer.Chem.Soc., 1939, v.61, p.2392.
  76. Dcgrois M., Baldo P. Ultrasonics, 1974, v. l2,p.25
  77. М.А. Ж.физ.химии, 1981, т.55,с.154.
  78. М.А. Там же, 1985, т.59,с.1497.
  79. Margulis М.А. Ultrasonics, 1985, v.23,p.l57/
  80. Margulis М.А. Adv. in Sonochemistry, 1990, v. l р.39−80.
  81. Н.А., Маргулис М. А. Докл. АН СССР, 1989, т.309, с. 1399.
  82. Ю.А. Импульсное сжигание газов. М.: Наука, 1982.
  83. В.М. Абсорбция газов. М: Химия, 1966.
  84. В.В. Основы массопередачи. М: Высшая школа, 1962.
  85. Г. А. Массообмен в системе твердое тело жидкость. Львовский университет, 1970.
  86. А.Г. и др. Расчет тарельчатых ректификационных и абсорбционных аппаратов. М: Стандартгиз, 1961.
  87. Н.Ф., Фасхутдинов P.P., Юминов И. П., Файзуллин И. Ф. Интенсификация процесса окисления нефтяного сырья. Тезисы докладов ГАНГ им. И. М. Губкина, г. Москва-1997 г.
  88. Н.Ф., Фасхутдинов P.P., Юминов И. П., Хузиев А. Р. Интенсификация процесса разделения. Тезисы докладов ГАНГ им. И. М. Губкина, г. Москва -1997 г.
  89. Н.Ф., Юминов И. П., Фасхутдинов P.P. Утилизация сернокислотных отходов. Тезисы докладов ГАНГ им. И. М. Губкина, г. Москва-1997 г.
  90. Н.Ф., Климин О. Н. Гидродинамический смеситель. Материалы межрегиональной научно-методической конференции. Проблемы нефтегазовой отрасли. Уфа 2000. -с. 170.
  91. Н.Ф., Ванчухин Н. П., Хафизов Ф. Ш. Процессы нефтепереработки в кавитационно-вихревых аппаратах. Книга-пособие УГ-НТУ, 1999 г.-160 с.
  92. Н.Ф., Хафизов Ф. Ш., Крыжановский С. С., Кутьин Ю. А., Нечаев А. Н. Влияние волновых воздействий на окисление нефтяных остатков. Материалы межотраслевого совещаниг. Саратов-2000 г. -с. 154.
  93. Н.Ф., Климин О. Н., Юминов И. П., Купавых А. Б. Основные направления интенсификации тепломассообменных процессов. Методы кибернетики химикотехнологических процессов, том 2, кн. 1, Уфа 1999 г., с. 127−128.
  94. Н.Ф., Климин О. Н., Мухарямов И. Ф., Хафизов Ф. Ш. Гидродинамический аппарат смешения. II Международный симпозиум «Наука и технология углеводородных дисперсных систем» УГНТУ, 2000 г.-с. 184.
  95. Н.Ф., Хафизов Ф. Ш., Максимова Ю. А. Депарафиниза-ция масляных фракций в кавитационном режиме. II Международный симпозиум «Наука и технология углеводородных дисперсных систем"УГНТУ, 2000 г. -с. 73−74.
  96. Н.Ф., Нечаев А. Н., Хафизов Ф. Ш. Каплеотбойное устройство. VII Международная научно -техническая конференция проблем строительного комплекса России, УГНТУ 2003г-с. 121
  97. Н.Ф., Климин О.Н Применение кавитационно вихревых эффектов в процессе абсорбции. Материалы межрегиональной научно-методической конференции. Проблемы нефтегазовой отрасли. Уфа 2000. -с. 64.
  98. Ф.Ш., Кузеев И. Р., Хафизов Н. Ф. Кавитационно-вихревой абсорбер для очистки газа. III Всероссийская научно-практическая конференция „Проблемы прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуации“ Уфа -с. 76.
  99. Н.Ф., Нечаев А. Н., Хафизов Ф. Ш. Применение ультразвука в процессах окисления нефтяных остатков для получения строительных битумов. VII Международная научно -техническая конференция проблем строительного комплекса России, УГНТУ 2002 г.-с. 122.
  100. Н.Ф., Романов B.C. Анализ эффективности насадочных устройств в массообменных процессах. 53 конференция студентов и аспирантов и молодых ученых. УГНТУ Уфа 2002 г. -с. 44.
  101. С.И., Казначеев С. В., Легкодимова Г. В. Влияние температуры окисления сырья на устойчивость дорожных битумов // Химия и технология топлив и масел. 1993.-№ 6.-С. 6−8.
  102. Н.Г., Гвоздева В. В., Гуреев Ал.А., Донченко С. А. Оптимизация процесса получения окисленных дорожных и строительных битумов // Химия и технология топлив и масел. 1990.-№ 7.-С. 11−12
  103. И.Г. Влияние температуры размягчения сырья на качество дорожных битумов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1989.-№ 6.-С. 8−11.
  104. С.А. Оптимизация процессов производства битумов из нефтяных гудронов // Нефтепереработка и нефтехимия. 1987.-JST» 8.-С. 11−12.
  105. А.С. и др. «Нефтяное хозяйство», 1959г., № 12
  106. Н.Ю., Бурлаков С. Н., Калошин А. И., Сюткин С. Н. -Нефтехимия и нефтепереработка. 2000, № 5, с. 41−46.
  107. И.Н., Диссертация, Ленинградский технологическтй институт им. Ленсовета, 1970 г.
  108. Н.Г., Гуреев Ал.А., Гохман Л. М., Гурарий Е. М., Ма-ненкова Н.И. Влияние качества сырья на свойства дорожных битумов//Химия и технология топлив и масел. 1990,-№ 4.-С. 11−13.
  109. Д.А., Березников А. В., Кудрявцева И. К., Таболина Л. С., Федосова В. А. Битумы. Получение и способы модификации. Учебное пособие. Л., 1979.
  110. А.В. Влияние условий окисления на состав и свойства окисленных битумов: Дис. канд. техн. наук.-Л., 1975.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!