Дизель отынын озонмен өңдеу


Қазақстан Республикасы білім және ғылым министірлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Химия факультеті
Катализ және мұнайхимия кафедрасы
Мұқталы Д.
ДИЗЕЛЬ ОТЫНЫН ОЗОНМЕН ӨҢДЕУ
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
мамандығы 050721 - «Органикалық заттардың химиялық технологиясы»
Алматы 2011
Қазақстан Республикасы білім және ғылым министірлігі
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университеті
Қорғауға жіберілді:
катализ және мұнайхимия
кафедрасының меңгерушісі
х. ғ. д., профессор Әубәкіров Е. А.
“ ” маусым 2011 ж
«ДИЗЕЛЬ ОТЫНЫН ОЗОНМЕН ӨҢДЕУ» тақырыбына
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
мамандығы 050721- «Органикалық заттардың химиялық технологиясы»
Орындаған,
4 курс студенті Мұқталы Д.
Ғылыми жетекші
х. ғ. к., аға оқытушы Мылтықбаева Ж. К.
Норма бақылаушы
х. ғ. к., аға оқытушы Смағұлова Н. Т.
Алматы 2011
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫСҚА ТАПСЫРМА
Дипломдық жұмыстың зерттеу нысаны- «Жаңажол» кен орнынан тура айдалып алынған дизель отыны мен ПМӨЗ-нан алынған тауарлы “Л” дизель отыны.
Зерттеу жұмысының әдістемесі-дизель отынын алдын ала озон-ауа қоспасымен өңдеп, қаңқалы никель катализаторында гидрлеу.
Жұмыстың мақсаты- мұнайдан алынған дизель отынының сапасына озонның әсерін зерттеу.
Зерттеу жұмысының мақсатына қарай келесі міндеттер қойылды:
- Жаңажол кен орнынан алынған дизель фракциясының физико-химиялық көрсеткіштерін және оның фракциялық құрамын анықтау;
- «Жаңажол» кен орны мұнайынан алынған және ПМӨЗ-нан алынған дизель отынының “Л” маркалы сынамаларына озондау процесінің әсерін зерттеу;
- Озондау процесінің қолайлы жағдайларын анықтау.
- Бастапқы және озондалып гидротазаланған дизель фракцияларын әртүрлі физико-химиялық әдістермен зерттеу.
МАЗМҰНЫ
1. 1
1. 2
1. 3
Қазіргі таңдағы дизель отындарының түрлері және оларға қойылатын талаптар
Экологиялық таза дизель отындарын алу жолдары
Дизель отынының сапасына озонның әсері
10
22
25
ҚОРЫТЫНДЫ
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
ҚОСЫМШАЛАР
61
62
ГОСТ 10742-71 Сынамалар алу
ГОСТ Р 52368-2005 (ЕN 590:2004) ЕВРО Дизель отыны
ГОСТ 2070-82 Йод санын анықтау
ГОСТ 19006-77 Фильтрлену коэффициентін анықтау
СТ 22254-92 Шекті фильтрлену температурасы
ГОСТ 27768-88 Цетандық индексті анықтау
АНЫҚТАМАЛАР
Цетан саны - дизель отыны құрамындағы цетанның (С 16 Н 34 , гексадекан, цетан саны 100-ге тең) α-метилнафталинмен (цетан саны 0-ге тең) қоспасындағы көлемдік үлесі.
Дизель отыны - дизельді қозғалтқышта қолданылатын сұйық отын. 180-360 ºC температурада айдалған мұнай фракциясы.
Гидрогендеу (гидрлеу) - сутектің қос байланысқа қосылуы, әдетте катализатор қатысында.
Отынның озонолизі (озондау) - сұйық отынды О 3 -пен тотықтыру;
«Қаңқалы никель» - қатты микрокристалды кеуекті никельді катализатор, құрамында никельден басқа алюминий болады.
Йод саны - 100 г органикалық затқа қосылатын йод массасы (г), ол қосылыс құрамындағы қос байланысты сипаттайды.
Промотор - катализ химиясында катализатордың белсенділігін, талғампаздығын және тұрақтылығын арттыратын зат.
БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТПАЛАР
г - грамм
ИҚ спектр - инфра-қызыл спектр
Кт - катализатор
кг - килограмм
Қайн. темп. - қайнау температурасы
Қ. б. - қайнаудың басы
Қ. с - қайнаудың соңы
мин. - минут
МПа - мегапаскаль
мВ - милливольт
мл - миллилитр
ЦС - цетан саны
ТТКА - тепе-теңдік кинетикалық анализ
ЕО - Еуро Одақ ДҚ - дизельді қозғалтқыштар ДО - дизель отыныПМӨЗ - Павлодар мұнай өңдеу зауыты
КІРІСПЕТақырыптың өзектілігі. Соңғы жылдары дизель фракцияларын гидротазалауға көп көңіл бөлінуде. Бұл көлік құралдарын жаппай дизель қозғалтқышына ауыстырумен, күкіртті және жоғары күкіртті мұнайларды өңдеу көлемінің күрт өсуімен (80% астам дизель фракциясы ) және оларды терең өңдеу қажеттілігімен байланысты. Нәтижесінде соңғы кездері аз күкіртті дизель отынын (0, 02 - 0, 05 % ) шығару көлемі өсуде (90% жетті) .
Дизель отынына сұраныстың күрт өсуіне байланысты қайта өңдеу процестерінің дистилляттарын - кокстеудің, висбрекингтің, термокрекинг пен каталитикалық крекингтің гидротазалау есебінен оның қорын көбейту өзекті мәселе болып отыр. Бұл шикізаттар алғашқы өңдеу өнімдерімен салыстырғанда құрамында күкіртті және азотты қосылыстардың, шайыр заттарының, алкендердің және көпсақиналы ароматикалық көмірсутектердің едәуір көптігімен сипатталады. Сондықтан дизель фракциясының қайта өңдеу процесін жетілдіру мен оның баламалы жолдарын қарастыру маңызды болып табылады. Қазіргі кезде кезек күттірмейтін мәселелердің бірі көлікті транспорттың экологиялық қауіпсіздігі, яғни іштен жану двигательдерінен шығатын газдардың қоршаған ортаға және адамға антропогендік әсерін алдымен күкірт оксидінің, күйе бөлшектерінің және концерогендік заттардың мөлшерін төмендету болып табылады. Бүгінгі таңда дизель фракциясын күкіртсіздендірудің дәстүрлі процестерін дамытумен қатар күкірттен арылудың көптеген жаңа өзгеше әдістері жасалып жатыр. Осы әдістердің бірі ретінде шикізатты алдын ала озондау жатады.
Ғылыми жаңалығы:
Дипломдық жұмыста алғаш рет Жаңажол кен орнынан алынған дизель фракциясының физико-химиялық көрсеткіштері мен көмірсутектік құрамы анықталды.
Мұнайдан тура айдалып алынған дизель отындарын алдын ала озон-ауа қоспасымен өңдеу процесінің қолайлы жағдайлары көрсетілді.
Практикалық маңыздылығы: Дизель отынын гидротазалау процесіне дейін озон-ауа қоспасымен өңдеу арқылы Еуропалық стандартқа сай тауарлы дизель отынын алу мүмкіндігі көрсетілді.
Дипломдық жұмыстың мақсаты: Мұнайдан алынған дизель отынының сапасына озонның әсерін зерттеу.
Осы мақсатқа жету үшін келесі міндеттер шешілді:
-Жаңажол кен орнынан алынған дизель фракциясының физико-химиялық көрсеткіштерін және оның фракциялық құрамын анықталды;
-«Жаңажол» кен орны мұнайынан алынған және ПМӨЗ-нан алынған дизель отынының “Л” маркалы сынамаларына озондау процесінің әсері зерттелді;
-Озондау процесінің қолайлы жағдайлары анықталды.
-Бастапқы және озондалып гидротазаланған дизель фракцияларын әртүрлі физико-химиялық әдістермен зерттелді.
Дипломдық жұмыстың көлемі мен құрылымы. Жұмыс кіріспеден, дипломдық жұмыс тақырыбы бойынша әдебиеттерге шолудан, тәжірибе жүргізу әдістемелерінен, тәжірибелік бөлімнен, қорытындыдан және қолданылған әдебиеттер тізімінен құралады.
Кіріспеде жұмыстың міндеттері мен мақсаты айқындалып, тақырыптың өзектілігі көрсетіліп, зерттеу бағытын таңдау тұжырымдалған. Бірінші бөлімде дизель отынының құрамы, физика-химиялық және катализдік қасиеттері бойынша әдеби деректер жинастырылған. Екінші бөлімде зерттеу нысандарының сипаттамалары мен тәжірибені жүргізу әдістемелері келтірілген. Үшінші бөлімде зерттеу нәтижелері мен оларды талдау, ал қорытындыда жұмыстың негізгі нәтижелерін жинастыру мен сараптау келтірілген. Жұмыс 65 бетте жазылып, 19 кесте мен 27 суретті қамтиды.
Практикалық база. әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-гі «Көмірді комплексті өңдеу» зертханасында жүргізілді.
1 ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ1. 1 Қазіргі таңдағы дизель отындарының түрлері және оларға қойылатын талаптар
Қазіргі кезде дизель отындарына деген талап қарқындады. Дизель отындарының сапасын жақсарту жолында еуропалық мемлекеттер көп еңбек етуде. Бұл елдерде дәл осы отындарға қатысты талаптарды қатаңдату жөніндегі концепция жасалған, әсіресе, олардың құрамындағы күкіртті заттардың (меркаптандар (R-SH), сульфидтер (R-S-R), дисульфидтер (R-S-S-R), тиофендер, тиофандар және т. б. ) мөлшеріне қатысты. Бұл бағытта Швеция мемлекеті көшбасшы болып табылады, бұл ел 1990 жылдың өзінде І және ІІ классты дизель отыны үшін спецификация енгізген болатын. Швециядан соң 1993 жылы АҚШ-та CARB стандарты енгізілген, ол дизель отынындағы күкірт мөлшерін қадағалайды. Ал 1998 жылдан бастап АҚШ-тың мұнай өндейтін зауыттары құрамындағы күкірт мөлшері 50 мг/кг-нан аспайтын дизельдерді шығаратын болды. Қазіргі уақытта дүниежүзінің аздаған зауыттары ғана күкірттің ультра аз мөлшері бар дизель отындарын ала алады.
ТМД елдеріндегі дизель отындарының басты бөлігі ГОСТ 305-82 «Дизельді отын. Техникалық жағдайлары» бойынша шығарылады. Мұнай өндірісінде ГОСТ 305-82 бойынша физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты дизель отындарының үш түрлі маркасы шығарылады: Л (Ж) - жаздық, қоршаған ауа температурасы 0 °С-ден жоғары; З (Қ) - қыстық, температурасы -20 °С дейінгі аймақта қолданылады (бұл жағдайда қыстық дизель отынының қату температурасы < -35 °С мен < -25 °С аралығында болуы тиіс), немесе қыстық дизель отынының екінші түрі -30 °С дейін қолданылады (онда қату температурасы < -45 °С мен <-35 °С аралығында болуы тиіс) ; А - арктикалық, температурасы -50 °С дейінгі аймақта қолданылады [1] .
Температуралық көрсеткіштерден басқа дизель отыны құрамындағы күкірт мөлшері дизель отындарын түрлерге жіктеуде басты көрсеткіштің бірі болып табылады:
- I сұрыпты дизель отындары үшін күкірт мөлшері 0, 2 % - дан аспауы қажет;
- II сұрыпты отын үшін 0, 5 %- дан аспағаны жеткілікті;
- А маркасы үшін 0, 4 %.
ГОСТ 305-82 сәйкес дизель отындары үшін келесі шартты белгілер қабылдануы тиіс: жаздық отынды күкірт пен жарқыл температурасына сәйкес таңбалайды (Л-0, 2-40), ал қыстық отынды күкірт пен қату температураларына сәйкес таңбалайды (З-0, 2-минус 35), арктикалық отынды тек күкірт бойынша таңбалайды: А-0, 2. ГОСТ 305-82 бойынша дизель отынын күкірт мөлшері стандартқа сәйкес келетіндей тура айдалған және гидротазаланған фракцияларды қосу арқылы алады (1-кесте) . Гидротазалау шикізаты ретінде тура айдалған ортадистиллятты фракциялар мен екіншілік процестердің өнімдерінің қоспасы қолданылады. Әдетте, тура айдалған дизель отыны мен каталитикалық крекингтің жеңіл газойлін қолданады [1] .
1- кесте
Дизель отынының сипаттамалары (ГОСТ 305-82) [1]
1-кестенің жалғасы
Экспортты дизель отынын (ТУ 38. 401-58-110-94) экспортқа шығару үшін өндіреді, күкірт мөлшері 0, 2%. Экспортты дизель отынын тураайдалған дизель фракцияларын гидротазалау арқылы алады (2-кесте) . Оның сапасын анықтау мақсатында отынның дизельді индексін анықтайды (ал ГОСТ 305-82 бойынша цетан саны) . Одан басқа, су мен фильтрлену коэффициенттерінің орнына экспресс-әдіспен 10°С температурада отынның мөлдірлігі анықталады.
2- кесте
Экспортты дизель отынының сипаттамалары (ТУ 38. 401-58-110-94)
ТМД елдеріндегі дизель отынын еуропалық EN590 стандартына өткізу мақсатында ГОСТ Р52368-2005 «Автомобильді дизель отыны. Техникалық жағдайлары» атты норма енгізілді, ол Евро-3 талаптарына сәйкес құрастырылған. Зерттеу әдістері мен дизель отыны сапасының көрсеткіштері толығымен ЕN590 талаптарымен бірдей. ГОСТ Р52368-2005 атты стандарттың қолданыстағы нормалардан басты айырмашылығы күкірт мөлшері мен цетан санына деген талаптардың қатаңдануы (3-кесте) . Сонымен қатар қосымша 4 көрсеткіш анықталады: цетандық индекс, майлағыш қасиеті, полициклді ароматты көмірсутектер мөлшері, тотықтырғыштық тұрақтылығы [2] .
3- кесте
ГОСТ Р52368-2005 бойынша отынға қойылатын талаптар
1
2
3
Көрсеткіштер
Мәні
Зерттеу әдісі
Цетан саны, кем емес
51, 0
ГОСТ 3122, ASTM D 613, EN ISO 5165
Цетан индексі, кем емес
46, 0
ГОСТ 27768, ASTM D 4737, EN ISO 4264
15°С температурадағы тығыздығы, кг/м 3
820-845
ГОСТ Р 51069, ASTM D 1298, EN ISO 3675
Полициклді ароматты көмірсутектер, % (масса бойынша), аспайды
11
IP 391
Күкірт мөлшері, мкг/кг, аспайды, отын үшін: I түр
II түр
III түр
350
50
10
ГОСТ P 50442, ASTM D 4294, EN ISO 8754
Жабық тигльдегі жарқылдану, төмен емес
55
ГОСТ 6356, ASTM D 93, EN ISO 22719
10 %-дық қалдықтың кокстілігі, %, аспайды
0, 3
ГОСТ 19932, ASTM D 189, EN ISO 10370
Зольділігі, %, аспайды
0, 01
ГОСТ 1461, ASTM D 482, EN ISO 6245
Судың мөлшері, мг/кг, аспайды
200
ГОСТ 14870, ASTM D 1744, EN ISO 12937
Жалпы ластануы, мг/кг, аспайды
24
Мыс пластинаның коррозиясы (50°С -де 3 сағ), шкала бойынша бірлік
Класс 1
ГОСТ 6321, ASTM D 130, EN ISO 2160
Тотықтырғыштық тұрақтылық: қалдықтың жалпы мөлшері, г/м 3 , артық емес
25
ASTM D 2274, EN ISO 12205
3-кестенің жалғасы
1
2
3
60 °С майлағыштық қасиеті, мкм, аспайды
460
ISO 12156-1
40°С температурадағы кинематикалық тұтқырлығы, мм 2 /с
2, 00-4, 50
ГОСТ 33, ASTM D 445, EN ISO 3104
Фракциялық құрамы:
250°С-де буланады, мас. %, кем емес
350°С-де буланады, мас. %, кем емес
95% айдалу температурасы, °С, аспайды
65
85
360
ГОСТ2177 (A әдісі), ASTM D 86, EN IS03405
Май қышқылдарының метил эфирлері, % (көлем бойынша), аспайды
5
EN 14078:2003
3-кестеде көрініп тұрғандай, дизель отынының сипаттамаларын анықтау үшін көбінесе шетелдің зерттеу тәсілдері қолданылған. Қазіргі таңда еліміздің отынды стандарттау жүйесіне шетелдік зерттеу әдістерін енгізу жүргізулуде.
ГОСТ Р52368-2005 бойынша дизель отынының шартты белгілері ГОСТ 305-82 нормасынан едәуір өзгешеленеді және отын сұрып, класс, түр болып жіктеледі. Осылайша, отын шекті фильтрлену температурасына тәуелді 6 сұрыпқа А-Р және 4 класқа жіктеледі (4-кесте), олардың әрқайсысы күкірт мөлшеріне байланысты 3 түрге бөлінеді. Мысалы, ГОСТ Р 52368 бойынша отынды былайша белгілейді: сұрып А, түр I немесе класс 1, түр II.
4-кесте
Жылдың әр түрлі мезгілдерінде фильтрлену температурасына тәуелді дизель отындарының классификациясы
Жаз мезгілі
А
+ 5°С аспайды
В
0°С аспайды
С
- 5°С аспайды
Ауыспалы мезгілдер
көктемдік/күздік
О
- 10°С аспайды
Е
- 15°С аспайды
Б/0
- 20°С аспайды
Қыс мезгілі
1класс
- 26°С аспайды
2класс
- 32°С аспайды
3класс
- 38°С аспайды
4класс
1-кесте мен 3-кестеде берілген стандарттар талаптарын техникалық регламенттің қауіпсіздік талаптарымен салыстырып, оны төмендегі 5-кестеде жинақтадық.
5- кесте
Дизель отындарына арналған мемлекеттік стандарттар мен техникалық регламентті салыстыру
Отын сипаттамалары
Цетандық саны, кем емес
51
51
15 °С тығыздығы, кг/м 3
Полициклді ароматты көмірсутек мөлшері % масс., аспайды
Күкірт концентрациясы, мг/кг, аспайды
350
50
Фракциялық құрамы: 95% айдалады, °С, аспайды
360
360
360
340
330
360
Майлағыш қасиеті, мкм, аспайды
460
460
460
Кестеден көрініп тұрғандай, ГОСТ 305-82 стандарты цетан саны бойынша Евро-2 [3, 4] талаптарын қанағаттандырмайды, күкірт бойынша қойылатын регламентті жартылай қамтып, тығыздығы 15°С орнына 20°С температурада анықталады, майлағыш қасиеті, полициклді ароматты көмірсутектер мөлшері мүлдем анықталмайды. ГОСТ Р52368-2005 «Автомобильді дизель отыны. Техникалық жағдайлары» стандарты, керісінше, регламент талаптарын қанағаттандырып, Евро-3 экологиялық класына сәйкес келеді.
Экологиялық таза дизель отынын ТУ 38. 1011348-89 бойынша шығарады. Техникалық жағдайлары бойынша құрамындағы күкірт мөлшері 0, 05 % дейін болатын (I түр) және 0, 1 % дейін болатын (II түр) жаздық екі түрлі марка (ДЛЭЧ-В және ДЛЭЧ) және қыстық бір марка (ДЗЭЧ) шығару көзделеді. Ароматикалық көмірсутектер мөлшеріне деген талаптардың күшеюіне байланысты оларға да норма енгізілді: ДЛЭЧ-В маркалы отын үшін 20 % аспайды, ДЗЭЧ маркалы отын үшін 10 % аспайды. Экологиялық таза дизель отынын дизель отындарын гидротазалау арқылы алады, гидротазалау шикізаты ретінде екіншілік процестердің дистиллятты фракцияларын қолдануға жол беріледі [5] .
Қалалық дизель отыны (ТУ 38. 401-58-170-96) үлкен қалаларда қолдануға арналаған. Қалалық дизель отынының экологиялық дизель отынынан басты айырмашылығы - присадкаларды қолдану нәтижесінде жоғары сапа көрсеткіші (жазда - антитүтіндік, қыста - антитүтіндік және депрессорлы) . Присадкаларды қалалық дизель отынына қосу - шығатын газдардың түтінділігі мен зиянды заттардың мөлшерін 30-50 % төмендетеді. Этиленнің винилацетатпен эфирі отынның төмен температуралы қасиеттерін жақсартатын негізгі депрессорлы присадка болып табылады [6] .
... жалғасы- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz