Қолжазба құқығында



Pdf көрінісі
бет8/10
Дата03.03.2017
өлшемі3,46 Mb.
#7009
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

 
3.8 
Этанолдың 
сутек 
доноры 
қатысындағы 
антраценнің 
каталитикалық гидрогенизациясы 
Сутек  доноры,  катализаторлардың  белсенділігі  және  талғамдылығы 
қатысында  ауыр  кӛмірсутекті  шикізаттың  гидрогенизация  механизмін  зерттеу 
мақсатымен  кӛмірдің  органикалық  массасын  фрагментті  түрде  кӛрсетуге 
мүмкіндік  беретін  модельдік  қосылыс  –  антрацен  қолданылған  болатын. 
Полициклдық  ароматтық  қосылыстар  гидрогенизациясын  зерттеу  кӛмірдің 
сұйылту  үрдісінің  және  алынған  сұйық  ӛнімдер  гидротазалауының  ғылыми 
негізі болып табылады. 
Берілген жұмыста этанол ортасындағы антраценнің гидрогенизация үрдісі 
катализаторларының талғамдылығының зерттеуі жүргізілген. 
Антрацен гидрогенизациясы ӛнімдерінің құрамы 18 кестеде келтірілген. 
Антрацен 
гидрогенизациясы 
гидрлену 
(гидроантрацендер) 
және 
гидрогенолиздену  (нафталиндер)  ӛнімдерінің  түзілуімен  сатылы  түрде 
ӛтетіндігі белгілі. Алғашында антраценнің ди-, тетра-, октагидроантрацендерге 
дейінгі  гидрленуі  жүзеге  асады.  Гидроантрацендердің  циклогександық 
сақиналары  кейін  бесмүшелі  сақиналарға  дейін  изомерленеді  және  ары  қарай 
нафталиндерге  дейін  крекирленеді.  Нафталиндер,  ӛз  кезегінде  гидрленеді, 
изомерленеді  және  әрі  қарай  сақиналардың  біреуі  алкилбензолдарға  дейін 
крекирленеді.  Тәжірибеде  алынған  гидрогенизат  негізінен  алкилароматтық 
қосылыстармен  келтірілген,  ол  гидрлену  және  гидрогенолиз  ӛнімдерінен 
тұрады (18 кесте) [173]. 
Гидрлену 
оңайлығы 
бензол<толуол<антрацен 
қатарында 
артады. 
Бензолмен  салыстырғанда  полиароматтық  кӛмірсутектердің  сутегінің  жоғары 
қысымындағы жоғары гидрлену жылдамдығын қысымның артуымен сутегі бар 
катализатор  бетінің  үлесі  ұлғаяды  және  сутегі  барлық  қысқартылған 
байланыстар  үшін  қол  жетімді  болып  келетіндігімен  түсіндіреді.  Әр  түрлі 
катализаторларда алынған гидрогенизаттардың компоненттік құрамдары сапалық 
жағынан  ұқсас  болып  келеді.  Алайда,  мыс  катализаторларында  аз  мӛлшерде 
(0,325%)  және  темір  катализаторларында  (β-  FeOOH  және  Fe-2,0%) 
тетрагидронафталин пайда болады (18 кесте). 
Тӛменгі  молекулалық  спирттер  гидрогенизация  процесі  барысында  Н-
донорлық қабілетке ие болатындығы [174-175] әдебиеттерден белгілі. 
Алифаттық  спирттердің  тұрақтандырушы  рӛлі  олардың  рекомбинацияны 
болдырмай,  белсенді  радикалдық  орталықтармен  әрекет  етуге  қабілеттілігінде 
болып  табылады.  Тұрақтандыру  сутегі  атомдарын  берумен  де,  сонымен  қатар 
гидрленудің арқасында да жүруі мүмкін. Бұл кезде спирттер сәйкес альдегидке 
немесе  кетонға  дейін  тотығады.  Сипатталған  механизм  [176-178] 

 
88 
 
жұмыстарында  расталған  болатын.  Катализаторлар  мен  молекулалық  сутектің 
қатысынсыз  спирттерді  қолдану  сұйық  ӛнімдердің  айтарлықтай  шығымдарын 
алуға  мүмкіндік  береді.  Сондықтан  да  осы  жұмыста  катализатор  және 
молекулалық  сутегі  қатысынсыз  антраценнің  гидрогенизация  процесі 
жүргізілген. 
Кесте  18  –  Әр  түрлі  катализаторлар  қатысындағы  антрацен  гидрогенизациясы 
ӛнімдерінің  құрамы,  %  (антрацен  гидрогенизациясы  реакциясы  ӛнімдерінің 
хроматограммасы Е, Ж және И қосымшаларында келтірілген) 
 
Ко
м
по
нен
тте
р 
 
 
 
  Кат
-
сы
з 
Кат
-
сы
з 
С
u
-1
,0 
%
 
Ni
сф
-
1%
 
Fe
сф
-
1
,0%
 
FeO
O
H
-
1
,0%
 
 
Fe
-
1
,0%
 
Fe
-
1
,5%
 
Fe
-
2
,0%
 
Нафталин 
1,08 
0,77 
0,83  0,58 
1,15  1,07 
0,99 
1,52 
1,03 
Тетрагидрона
фталин 


0,33 

 
0,09 


0,04 
1-
метилнафтали
н 
4,10 
1,34 
1,51  1,93 
4,3 
4,09 
4,15 
5,63 
3,74 
1-
этилнафталин 
4,58 
1,04 
1,80  2,10 
4,33  4,7 
4,71 
6,82 
4,38 
2,3-
диметилнафта
лин 
0,44 
0,2 
0,08  0,26 
0,49  0,45 
0,49  0,33 
0,44 
2-
этилнафталин 
0,42 

0,19  0,19 
0,42  0,48 
0,41  0,39 
0,39 
1-метил-2- 
фенилметилбе
нзол 
5,0 
1,33 
2,09  2,85 
4,56  4,87 
4,94  9,61 
5,3 
2-
бутиллнафтал
ин 
1,39 
0,24 
1,70  0,99 
1,13  1,83 
1,31  2,69 
1,59 
2-метил-1,1-
дифенил 
5,39 
1,47 
3,05  2,61 
5,26  4,80 
5,43  5,54 
5,01 
2-
этилдифенил 
14,1 
2,07 
6,96  8,71 
12,6  13,7 
11,9  13,1 
14,3 
Дигидроантра
цен 
14,2 
10,2 
8,29  13,2 
13,9  14,5 
11,7  19,1 
15,8 
Октагидроант
рацен 
0,12 

0,13  0,11 
0,61  0,02 
0,10  - 
0,03 
Тетрагидроант
рацен 
15,1 
2,8 
12,8  13,1 
12,8  17,2 
14,4  24,7 
17,3 
Фенантрен 
1,22 
0,33 
0,68  0,64 
1,21  0,22 
1,06  0,29 
1,29 
Антрацен 
22,7 
71,8 
49,7  39,9 
25,7  18,4 
24,9  7,96 
18,0 

 
89 
 
Сутегі 
қатысуынсыз 
антраценнің 
гидрленуі 
әлсіз 
ӛтеді 
– 
гидроантрацендердің,  нафталиндердің  (антраценнің  айтарлықтай  терең 
гидрокрекингісінің  ӛнімдері)  минималды  шығымдары  байқалады.  Сутегі 
жетіспеушілік  жағдайында,  сутегінің  ішкі  ресурстарының  арқасында 
антраценнің гидрлену ӛнімдерінің – гидроантрацендердің түзілуі байқалады (1 
кесте).  Тӛменгі  қысымдар  жағдайында  полиароматтық  қосылыстардың 
гидрленуі  қиындатылған,  ол  антраценнің  жоғары  –  71,78%  және 
гидроантрацендердің 
– 
тӛменгі 
шығымымен 
дәлелденеді. 
Шикізат 
конверсиясының  дәрежесі  процестің  берілген  жағдайларында  ең  кіші  болып 
келеді (22 сурет). 
Хромато-масс-спектрометрия  әдісімен  газ  фазасының  құрамы  анықталды. 
Гидрогенизация газдарының негізгі компоненттері  СH
4
,  CO
2
,  C
2
H
4
,  C
2
H
6
,  C
3
H
8
 
болып  табылады.  Жеңіл  кӛмірсутектік  компоненттер  крекинг  ӛнімдері  болып 
табылады. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1– катализаторсыз; 2 – сутексіз; 3 - Сu – 1,0%; 4 - β-FeOOH – 1,0%; 5 - Fe – 
1,0%; 6- Fe – 1,5% ; 7 - Fe – 2,0%; 8-Ni
сф
-1%;  9 – Fe
сф
.- 1%. 
 
Сурет 22 – Антраценнің конверсия дәрежесіне катализаторлардың әсері 
 
Газ  фазасында  CO

болуы  СО  және  Н
2
О  әрекеттесуі  реакциясының  жүру 
нәтижесі болып табылуы мүмкін, олар, ӛз кезегінде спирттердің деструкциясы 
нәтижесінде түзіледі. 
Антрацен 
гидрогенизациясы 
үрдісі 
жүруіне 
темір 
негізіндегі 
катализаторлардың  (1%)  азғантай  үлесін  атап  ӛту  қажет  –  каталитикалық 
эффект  бірнеше  пайыздармен  есептеледі  (22  сурет),  яғни  гидрогенизацияны 
тӛменгі  молекулалық  спирттер  ортасында  және  катализатор  қатысуынсыз 
жүргізудің  принципиалды  мүмкіндігі  жайлы  айтуға  болады.  Осылайша,  этил 
спирті қос байланыстарды катализатор қатысуынсыз да гидрлейді. 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1
2
3
4
5
6
7
8
9
С
те
п
ен
ь
 к
о
н
в
ер
си
и
, %

 
90 
 
Зерттелген 
катализаторлардың 
барлығына 
шамалас 
мӛлшерде 
фенантреннің түзілуі сипатты болып келеді (18 кесте). Фенантрен изомеризация 
жүруінің  нәтижесі  болып  табылуы  мүмкін.  Алынған  нәтижелер  зерттелген 
катализаторлардың  бірдей  дерлік  изомерлеуші  функциялары  жайлы  айтуға 
мүмкіндік береді. 
Шикізат конверсиясының айтарлықтай жоғары дәрежесі β – FeOOH – 1,0% 
катализаторы  үшін  байқалады.  Берілген  катализатордың  қатысында  1,0% 
мӛлшерінде  алынған  басқа  катализаторлармен  салыстырғанда  және 
катализаторлар  қатысынсыз  (19  кесте)  гидрлену  (31,91%)  және  гидрогенолиз 
(34,87%) 
ӛнімдерінің 
айтарлықтай 
жоғары 
шығымдары 
байқалады. 
Айтарлықтай  нашар  нәтижелерді  спирттердің  дегидрленуі  реакцияларында 
белсенділік танытатын  Сu-1,0 % катализаторы кӛрсетеді: конверсияның тӛмен 
дәрежесі,  гидрлену  (21,55%)  және  гидрогенолиз  (17,37%)  ӛнімдерінің  тӛмен 
шығымы. 
 
19 кесте – Катализаторлардың гидрогенизаттың топтық құрамына әсері (В, Г, Д 
қосымшаларында  наноӛлшемді  темір,  мыс  және  никель  ұнтағының  микро 
фотосуреті кӛрсетілген) 
 
Катализа-
тор 
Компоненттер, % 
Сутектенді
ру ӛнімі, 

Гирогенолиз 
ӛнімі, % 
нафтал
ин 
гидроан
трацен 
антрац
ен 
дифени
л 
Катализат
орсыз 
12,021 
29,69 
22,67 
19,489 
29,69 
36,62 
Сутексіз 
3,55 
12,94 
71,78 
3,54 
12,94 
8,42 
Fe – 1,0% 
12,05 
26,19 
24,88 
17,28 
26,19 
33,29 
Сu – 1,0% 
6,15 
21,22 
49,65 
10,0 
21,55 
17,37 
β-FeOOH – 
1,0% 
12,59 
31,63 
18,42 
18,47 
31,91 
34,87 
Fe – 1,5%  
17,4 
43,78 
7,956 
18,68 
43,77 
44,18 
Fe – 2,0% 
11,61 
33,13 
18,0 
19,35 
33,17 
35,2 
Ni
сф
-1% 
6,05 
26,38 
39,91 
11,32 
26,38 
19,63 
Fe
сф
.- 1% 
11,82 
27,34 
25,67 
17,9 
26,79 
33,13 
 
Гидрлену  (сәйкесінше  26,19%  және  31,91%)  және  гидрогенолиз 
(сәйкесінше 33,29% және 34,87%) ӛнімдерінің шамала смӛлшерлері тәжірибеде 
Fe-1,0%  және  β-FeООН-1,0%  катализаторлары  үшін  алынған  болатын.  β-
FeООН-1,0% және Fe-2,0% катализаторлары шикізаттң бірдей дерлік конверсия 
дәрежесімен сипатталады (22 сурет). Бұл берілген катализаторлардың антрацен 
гидрленуі  үрдісі  кезінде  белсенділіктің  жақын  мәндерін  болжауға  мүмкіндік 
береді.  Кӛмір  микросфераларына  жағылған  Fe-1,0%  және  Fe
сф
.-1,0% 
наноұнтақты  катализаторлары  бірдей  дерлік  нәтижелер  береді.  Ni
сф
-1% 

 
91 
 
негізіндегі  катализатор  каталитикалық  белсенділігі  бойынша  тәжірибенің 
берілген жағдайында наноұнтақты мысқа жақын болды (1%) (22 сурет). 
Шикізаттың  жоғары  конверсия  дәрежесі  Fe  -  1,5%  (92%)  катализаторың 
енгізген  кезде  байқалады,  гидрлену  (43,77%)  және  гидрогенолиз  (44,18%) 
ӛнімдерінің  шығымы  артады.  Мыс  катализаторының  болуы  (1,0%),  керісінше, 
антраценнің конверсия дәрежесінің тӛмендеуіне алып келеді. 
Антраценнің  гидрленуі  кезінде  катализаторлардың  белсенділігі  келесі 
қатарда артады: 
Сu – 1,0% сф
-1% сф
.- 1%  Осылайша, келесі қорытындыларға келдік: 
1.
 
Алынған  нәтижелер  антраценнің  гидрогенизация  процесі  кезінде 
каталитикалық  эффект  енгізілетін  катализаторға  тәуелді  болатындығын 
кӛрсетеді. Темір негізіндегі катализаторды енгізу (1%) едәуір аз каталитикалық 
эффект  береді.  Шикізаттың  айтарлықтай  жоғары  конверсия  дәрежесі  1,5  % 
мӛлшерінде  енгізілетін  наноӛлшемді  темір  катализаторы  үшін  сипатты  болып 
келеді. 
2.
 
β-FeOOH  және  Fe  –  1,0%  катализаторлары  берілген  үрдісте  шамалас 
каталитикалық белсенділікпен сипатталатындығы кӛрсетілген. 
3.
 
Жүргізілген зерттеудің нәтижесінде этанолдың Н-донорлық функциясы 
кӛрсетілген. 
4.
 
Кӛмірдің  органикалық  массасының  фрагменттерін  моделирлейтін 
антраценнің  негізінде  катализатор  қатысуынсыз  жүретін  гидрогенизацияның 
мүмкіндігі  кӛрсетілген.  Сұйық  ӛнімдердің  сапалық  құрамы  едәуір  аз 
ӛзгеретіндігі орнатылды. 
5.
 
Гидрлеудің  газ  тәрізді  ӛнімдерінің  құрамында  кӛміртегінің  диоксиді 
бар, ол спирттердің деструкциясының нәтижесі болып табылатын СО және Н
2
О 
әрекеттесуі барысында түзіледі. 
 
3.9 Қайнау температурасы 270°С дейінгі кӛмір және БТШ фракциясы 
қоспасының каталитикалық гидрогенизациясы 
1.1  бӛлімінде  әдеби  кӛздердің  талдауы  гидрогенизация  бастапқы  заттың 
гидрленуін және оның әрі қарай сутек қысымындағы крекингісін қосатын кӛп 
сатылы  үрдіс  болып  табылатындығын  кӛрсетеді.  Молекулалық  сутектің  ӛз 
бетімен  белсенділігі  тӛмен  болғандықтан,  процесті  катализаторлардың 
қатысында,  қыздыру  барысында  және  жоғары  қысымдарда  жүзеге  асырады. 
Кӛрсетілген  факторлардың  бар  болуы  және  еріткішті  (пастатүзгішті)  қолдану 
жоғары  полимерлік  заттар  болып  табылатын  қатты  отындарды  қайта  ӛңдеуді 
айтарлықтай  жеңілдетеді.  Бастапқы  сатыда  КОМ  еруі  жүзеге  асады.  Алынған 
кӛмірлі  ерітінді  гидрогенизация  үшін  бастапқы  шикізат  болып  табылады. 
Кӛмірлі  ерітіндіні  әрі  қарай  ӛңдеу  ауыр  мұнай  ӛнімдері  және  шайырлардың 
гидрогенизация  үрдісіне  ұқсас  болып  келеді.  Бұл  кезде  бастапқы  отынмен 
салыстырғанда молекулалық массасы тӛмен сутекпен қаныққан қосылыстардың 
қоспасы  басым  түрде  пайда  болады.  Үрдісті  жүргізу  жағдайларына  және 
гидрогенизация әдісімен отынның органикалық массасының айналу тереңдігіне 

 
92 
 
байланысты  сапасы  жоғары  мотор  отындарын  (бензиндер,  дизельдік, 
реактивтік,  қазандық),  химиялық  ӛнеркәсіпке  арналған  шикізаттар  (ароматтық 
кӛмірсутектер,  фенолдар,  азоттық  негіздер),  сонымен  қатар  құрамында  сутек 
және кӛбінесе қаныққан кӛмірсутектер бар газдар алуға болады. 
Жоғарыда 
келтірілген 
мәліметтердің 
негізінде 
бізбен 
қайнау 
температурасы  270°С  дейінгі  Fe
3
O

(нанокатализатор  синтезінің  әдісі  2.7 
бӛлімінде келтірілген болатын) нанокатализаторы қатысындағы кӛмірден және 
БТШ  кең  фракциясы  қоспасынан  тұратын  гидрогенизация  бойынша 
тәжірибелер жалғастырылған болатын. 
Температураның КОМ конверсиясына әсерін 23 суреті кӛрсетеді, 
 
 
 
Сурет 23 – Әр түрлі еріткіштер қатысында температураның кӛмірдің 
сұйылтуына әсері 2:1 
 
Ол бірдей жағдайларда еріткіштер ретінде тетрагидрофуранды, пиридинды 
және сутек донорларын (тетралинді), БТШ 270°С дейінгі фракциясын (сутектің 
жаңа  доноры)  қолданғанда  температураның  артуымен  үрдісте  КОМ 
конверсиясының  температуралардың  диапазондарында  420-430°С  максималды 
мәндеріне  жете  отырып  жоғарылауы  байқалады.  Температураның  420°С 
жоғары ұлғаюы КОМ конверсиясының айтарлықтай тӛмендеуіне алып келеді. 
Ары  қарай  кӛмірдің  сұйылту  үрдісіне  азот  және  сутегі  ортасының  әсері 
зерттелген болатын. Гистограммада 24 сурет 
 

 
93 
 
 
 
1 - ТГФ; 2 - Пиридин; 3 - Тетралин; 
2–қайнау темп. 270°С жоғары БТШ фракциясы 
 
Сурет 24 – Әр түрлі органикалық еріткіштердің және сутектің жаңа донорының 
қатысында сутегі және азот ортасында кӛмірдің сұйылтуы 
 
Әр  түрлі  органикалық  еріткіштердің,  сутек  донорының  және  қайнау 
температурасы  270°С дейінгі БТШ фракциясы қатысында газ тәрізді сутегінің 
маңызды  рӛлді  ойнайтындығы  кӛрініп  тұр.  Кӛмірдің  гидрогенизациясы 
үрдісінде КОМ айтарлықтай жоғары конверсиясына сутектің жаңа донорының 
қатысында  қол  жеткізіледі  (қайнау  температурасы  270°С  дейінгі  БТШ 
фракциясы)
 
[178-180]. 
270°С 
дейінгі 
БТШ 
фракциясы 
кӛмірдің 
гидрогенизациясы 
үрдісіндеӛзгеше  сутек  доноры  болып  табылады,  ол  КОМ  конверсиясының 
жоғарылауына  жағдай  жасайды  және  қатты  ӛнімдердің  шығымына 
ингибирлеуші  әсер  етеді.  Қайнау  температурасы  270°С  дейінгі  БТШ 
фракциясының жеке химиялық құрамы 5 кестеде келтірілген (2.1 бӛлім). БТШ 
фракциясының  химиялық  құрамы  фенолдар,  антрацен,  фенантрен,  нафтендер, 
нафталин  және  т.б.  сияқты  органикалық  қосылыстар  кӛмірлі  ассоциаттардың 
рекомбинация реакциялары жүруінің алдын алатындығын кӛрсетеді. Авторлар 
[6.  б.50]  монографиясында  антрацен  мысалында  кӛмірлі  радикалдарды 
тұрақтандыру  кезінде  гидрогенизация  жағдайында  атомдық  сутегінің 
генерациясы  жүре  алатындығын  кӛрсетті  және  антрацен  белсенді  сутектің 
активаторы  әрі  тасымалдаушысына  айналады.  Қайнау  температурасы  270°С 
дейінгі  БТШ  фракциясы  қатынасының  диспергаторда  алдын  ала  ӛңделген 
кӛмірге  әсерін  бағалау  жағдайлары  2.16  бӛлімде  келтірілген.БТШ  фракциясы 
қатынасының кӛмірге әсерін зерттеудің нәтижелері 25 суретте келтірілген. 
 

 
94 
 
 
 
t - 420°С, P = 4,0 МПа, τ - 60 мин 
 
Сурет 25 – Сутектің жаңа доноры қатынасының кӛмірге әсері  
(t
қайн
 270°С дейінгі БТШфракциясы) 
 
Температура 420°С, ұстау  уақыты 60 мин,  сутектің бастапқы қысымы 4,0 
МПа, қосылатын катализатордың мӛлшері 1,0% КОМ 
23 суреттен кӛрініп тұрғандай, 270°С дейінгі БТШ фракциясының кӛмірге 
қатынасы  2:1.  Майлардың  шығымы  54,3%  жетеді,  ал  қатынасты  ары  қарай 
арттыру  майлар  шығымының  азғантай  тӛмендеуіне  алып  келеді  және 
қатынасты  әрі  қарай  2,0  жоғары  арттыру  газ  тәрізді  заттар  шығымының 
айтарлықтай  тӛмендеуіне  алып  келеді.  3.5  бӛлім  декавитацияның  қайнау 
температурасы  200-300ºС  болатын  орташа  фракцияға  әсері  кӛрсетілген 
болатын.  Мұнай  паста  түзгішінің  әсерін  зерттеу  үшін  қайнау  температурасы 
200-300ºС  болатын  мұнайдың  кең  фракциясы  қолданылған  болатын,  ол 
кӛмірдің  гидрогенизация  процесі  үшін  кавитация  кӛмегімен  алдын  ала 
ӛңделген. Берілген паста түзушіні ғана қолдану әдебиетте паста түзуші ретінде 
мұнай  фракциялары  болатын  кӛмір  гидрогенизациясының  нәтижелері  кеңінен 
берілу  себебімен  таңдалынған  [6.  б.36].  Бізбен  таңдалған  сутектің  жаңа 
донорының  (қайнау  температурасы  270°С  дейінгі  БТШ  фракциясы) 
эффективтілігін салыстыру үшін мұнай паста түзгішінің кӛмірге қатынасының 
әсері,  мақсатты  ӛнімнің  шығымы  және  КОМ  конверсиясы  бойынша 
тәжірибелер  жүргізілген.  Тәжірибелер  нәтижелері  26суретте  келтірілген. 
Алынған  нәтижелер  майлардың  шығымының  және  КОМ  конверсиясының 
берілген  диапазонда  мұнай  паста  түзушісінің  кӛмірге  қатынасының  артуымен 
тәуелділігі  байқалатындығын  26суретте  кӛрсетеді.  Алайда  кӛмірдің 
гидрогенизация  үрдісінде  мұнайлы  және  майлы  кӛмірлі  паста  түзушінің 
эффективтілігін  салыстыру  тӛменгі  молекулалық  қосылыстардың  жоғары 

 
95 
 
шығымы  және  КОМ  конверсиясы  сутектің  соңғы  донорын  қолдану  кезінде 
жеткізілетіндігін кӛрсетеді[181]. 
 
 
 
t - 420°С; 
Р
бас.н2 
= 4,0 МПа; τ - 60 мин 
 
Сурет 26 – Қайнау температурасы 200 - 300°С болатын мұнай фракциясы 
қатынасының кӛмірге әсері 
 
Қоспа гидрогенизациясының контакті уақытына әсерін зерттеу 27 суретте 
кӛрсетілген. 
 
 
 
Сурет 27 – Контакт әсерінің уақытыt - 420°С, Р
 н2 
= 4,0 МПа, қатысында П.О. : 
Кӛмір = 2:1 

 
96 
 
27  суретте  алынған  нәтижелерден  контакт  уақытын  30  дан  60  мин 
интервалында  арттыру  майлар  шығымының  40,2  ден  50,5%  дейінӛсуіне  алып 
келетіндігі,  ал  контакті  уақытын  60  мин  артық  арттыру  майлар  шығымын 
тӛмендететіндігі  және  газ  тәрізді  ӛнімдердің  шығымын  арттыратындығы 
кӛрініп тұр. 28 суретте сутегінің бастапқы қысымының майлардың, газ тәрізді 
ӛнімдердің шығымына және КОМ конверсиясына әсері кӛрсетілген. 
 
 
 
Сурет 28 – Сутегінің бастапқы қысымының әсері 
 
28  суреттен  кӛрініп  тұрғандай,  сутектің  бастапқы  қысымын  кӛмір  қоспасы 
гидрогенизациясы  және  БТШ  фракциясы  үрдісінде  арттыру  берілген 
интервалда майлар шығымының, КОМ конверсиясының айтарлықтай ұлғаюына 
және газ тәрізді заттардың азғантай шығымына алып келеді. 
Осылайша,  берілген  бӛлімде  жасалған  және  сипатталған  зерттеулерді 
ескере отырып бізбен келесідей нәтижелер орнатылды: 
1.
 
Диспергаторда  кӛмір  және  270°С  дейінгі  БТШ  фракциясы  қоспасын 
ӛңдеу  қоспада  екі  компоненттің  толық  гомогенизациясын  және  жоғары 
тұрақтылықты кӛмір пастасын алуға мүмкіндік береді. 
2.
 
Кӛмірдің гидрогенизация процесіне органикалық еріткіштердің, сутектің 
модельдік  доноры  –  тетралиннің  және  сутектің  жаңа  донорының  –  270°С 
дейінгі  БТШ  фракциясының  әсерінің  салыстырмалы  талдауы  соңғысы  КОМ 
деструктивті  гидрогенизациясының  процесінде  салыстырмалы  түрде  жоғары 
сутекті-донорлық қабілетке ие екендігін кӛрсетті. 
3.
 
Кӛмір және 270°С дейінгі БТШ фракциясы қоспасының гидрогенизация 
үрдісінің  оңтайлы  параметрлері  орнатылды:  температура  410-420°С, 
изотермалық  ұстау  уақыты  60  мин,  қосылатын  нанокатализатордың  мӛлшері 
Fe
3
O
4
  –  1%  КОМ,  сутегінің  бастапқы  қысымы  4,0-5,0  МПа  және  БТШ 
фракциясының кӛмірге қатынасы 2:1 [182-186]. 
 

 
97 
 
3.10 Сутектің жаңа доноры және нанокатализатордың қатысында 
кӛмір гидрогенизациясының ұлғайтылған тәжірибелері (ағындық режим) 
Кӛмір  және  қайнау  температурасы  270°С  дейінгі  БТШ  фракциясы 
қоспасының  каталитикалық  гидрогенизациясын  зерттеу  бізбен  үздіксіз 
жағдайларда жалғасқан. 
Стендтік  қондырғыдағы  тәжірибелік  жұмыстар  (5,6  сурет;  2.17  бӛлім) 
келесі  жағдайларда  орындалды:  кӛмірлі  майлы  пастаны  беру  температурасы 
65°С, үрдістің температурасы 420°С, реактордағы қысымды 4,0 МПа етіп ұстап 
тұрды, пастаны беру жылдамдығы 1,0 сағ 
-1
, сутекті беру шикізат литрына 500 
литр.  Кӛмірлі  майлы  пастаны  стендтік  қондырғыда  ағындық  үздіксіз  режимде 
дайындау шарты 2.16 бӛлімде келтірілген. 
Стендтік ағындық қондырғы жағдайында алынған тәжірибелік мәліметтер 
негізінде  материалдық  баланс  есептелінді.  Материалдық  баланс  кӛрсеткіштері 
20 кестеде келтірілген. 
 
20  кесте  –  Кӛмір  және  сутегі  доноры  қоспасы  гидрогенизациясының 
материалдық балансы (қайнау температурасы T
қ.
270
о
С дейінгі БТШ фракциясы) 
 
Кіріс 
кг 
масс.% 
1.Кӛмір 
2.Сутегі доноры (фрак.t
к
270
о
С) 
3. Катализатор Fe
3
O

4.Сутегі 
7,0 
14 
0,21 
0,27 
32,6 
65,2 
0,97 
1,23 
Барлығы 
21,48 
100 
Алынды 
кг 
масс.% 
1.Кӛмірсутекті газдар 
2. 200
о
С дейін фракция 
3. 200-300
о
Сдейін фракция 
4. 300
о
С жоғары фракция 
5. Су 
6. Шығын 
0,90 
3,5 
10,5 
5,5 
0,5 
0,58 
4,2 
16,3 
48,8 
25,6 
2,3 
2,8 
Барлығы 
21,48 
100,0 
 
Материалдық  баланс  есептеулерінен  (20  кесте)  Шұбаркӛл  кен  орнының 
кӛмірі  айтарлықтай  терең  тӛменгі  молекулалық  заттарға  айналатындығы 
шығады.  ОМП  есептегенде  300°С  дейінгі  дистиллятты  фракциялардың 
шығымы  20,5%  құрайды,  газ  тәрізді  заттардың  шығымы  4,2%  кем  құрайды, 
сутегінің  тӛменгі  шығыны  1,3%.  Кӛмірдің  жоғары  реакциялық  қабілеттілігі 
және  қайнау  температурасы  270°С  болатын  БТШ  фракцияларының  жоғары 
сутекті-донорлық  қабілеті  кӛмір  қоспасымен  алдын  ала  дисперсиялық 
кавитациялық  аппараттың  кӛмегімен  ӛңделген.  Шұбаркӛл  байссейнінің 
кӛмірлері  деструктивті  гидрогенизацияның  тікелей  әдісі  арқылы  сұйық 
ӛнімдерді алу үрдісі үшін жарамды деп қорытынды жасауға мүмкіндік береді.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет