авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |

«Министерство образования и науки РФ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет» Лесной и химический комплексы – проблемы и ...»

-- [ Страница 5 ] --

УДК 66.013 Д.Ф Зиатдинова Р.Р. Зиатдинов М.А. Мазохин МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАЗРГУЗКИ ВАРОЧНОГО КОТЛА ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет»

г. Казань На основании уравнений материального и теплового балансов, разработана математическая модель технологического процесса разгрузки варочного котла в выдувной резервуар при сульфатной варке целлюлозы.

Процесс получения сульфатной целлюлозы включает в себя стадии загрузки сырья и его уплотнения, подачу варочной жидкости, повышение температуры и давления до рабочих параметров, выдержку содержимого котла при заданной температуре, выдувку массы в выдувной резервуар, отвод паров вскипания при выдувке из выдувного резервуара.

Математическую модель технологического процесса разгрузки варочного котла в выдувной резервуар при сульфатной варке целлюлозы можно составить на основе уравнений материального и теплового балансов применительно к паровой и жидкой фазам [1,2].

Паровая фаза:

При идеальном перемешивании компонентов пара уравнение материального баланса по i-му паровому компоненту можно записать в виде d i ji F Q к i = Vсв (1) d, Первый член левой части определяет приток i-го компонента в паровую фазу за счет испарения;

второй член – отвод i-го компонента из аппарата в систему удаления;

правая часть – изменение массы i-го компонента в объеме аппарата.

Уравнение теплового баланса паровой смеси определяется по соотношению псм с псм Vсв dT = c см FT ji d Q к псм с псм Тd (2) i = Левая часть уравнения – изменение теплосодержания смеси;

первый член правой части - приток тепла с паровой смесью удаляемой с поверхности жидкости;

второй член – отвод тепла из реактора за счет производительности конденсатора.

Жидкая фаза.

Дифференциальное уравнение переноса энергии для жидкой фазы имеет вид c ж m см dT + с см Тdm см + m см Тdс см = (3) n n n Q c i T iн d ji c жi TFd ji ri Fd iз i =1 i =1 i = Левая часть уравнения (3) определяет изменение теплосодержания жидкой смеси;

первое слагаемое правой части характеризует приход тепла с загружаемыми компонентами;

второе – потерю тела с уходящими парами компонентов;

третье – расход тепла на парообразование.

Дифференциальное уравнение переноса массы можно записать соотношением n n dm см = Q iз d ji Fd (4) i =1 i = Левая часть уравнения определяет изменение массы i-го компонента в реакторе;

первое слагаемое правой части характеризует изменение массы i-го компонента за счет загрузки компонента, второе – за счет испарения i-го компонента.

Совместное решение уравнений теплового и материального баланса для паровой и жидкой фазы позволяет определить кинетические зависимости технологического процесса.

Основные обозначения:

j – поток пара, кг/(м2 с);

F – поверхность испарения, м2;

Qк – объемная производительность конденсатора, м3/с;

Vсв – свободный объем аппарата, м3;

–плотность, кг/м3;

– время, с;

с– К);

Т – текущая температура, К;

m – масса смеси, кг;

Qз – загрузка компонента, кг/с.

Индексы:

i – компонент пара или жидкости;

ж – жидкость;

н - начальная;

п – пар;

см – смесь.

Библиографический список:

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.-М.:Химия, 1971.-784 с.

2. Сафин Р.Г. Технологические процессы и оборудование деревообрабатывающих производств. - Казань: изд-во КГТУ, 2000. - 400с.

УДК 66.013 Д.Ф Зиатдинова М.А. Мазохин Р.Р. Зиатдинов УЛАВЛИВАНИЕ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ ПРИ СУЛЬФАТНОЙ ВАРКЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ ПУТЕМ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ ГАЗООЧИСТКИ ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет»

г. Казань Усовершенствована система газоочистки сульфатного производства, позволяющая сократить вредные выбросы в атмосферу и уловить ценные компоненты парогазовой смеси.

В технологических процессах целлюлозно-бумажного, гидролизного и лесохимического, производств наряду с целевыми продуктами, образуются побочные представляющие практически все классы органических и множество неорганических веществ. Если не принимать надлежащих мер для очистки промышленных выбросов, то невосполнимый урон наносится не только окружающей природе, но и здоровью человека.

Большое количество вредных и опасных веществ попадает в атмосферу в процессе работы целлюлозно-бумажного комбината. Увеличение масштабов загрязнения атмосферы делает целесообразным разработку быстрых и эффективных способов защиты от загрязнения, а также способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей воздуха. Существуют два метода уменьшения воздействия на окружающую среду вредного производства. Первый – совершенствование очистительных установок по очистке выбросов и сбросов от токсикантов. Второй – совершенствование технологического процесса производства, разработка экологически чистых методов производства, методов по уменьшению отходности предприятия и безопасных промышленных установок [1-3].

С целью предотвращения вредных выбросов в атмосферу сульфат-целлюлозного производства и улавливания ценных компонентов из парогазовой смеси была усовершенствованна технологическая схема установки для получения сульфатной целлюлозы (рисунок1).

Процесс получения сульфатной целлюлозы, включает стадии загрузки сырья и его уплотнения, подачу варочной жидкости, повышение температуры и давления до рабочих параметров, выдержку содержимого котла при заданной температуре, выдувку массы в выдувной резервуар, отвод паров вскипания при выдувке из выдувного резервуара. Из бункера 1 щепа загружается в варочный котел 2, куда заливают через штуцер 29 щелок, который поступает из баков – мерников температурой 80-90 C. Время загрузки щепы и закачки щелоков занимает 60-90 минут.

Щелок предварительно нагревают за счет конденсации паров вскипания в выдувном резервуаре. После закачки щелоков котел герметизируют и начинают варку. За счет системы принудительной циркуляции щелоков через теплообменник осуществляется подъем температуры от начальной 50 до конечной те мпературы варки 165-175 C, в С течении 2-2,5 часа. По достижении конечной температуры содержимое котла выдерживают, то есть проводят собственно варку продолжительностью 2-2,5 часа.

После окончания варки котел опоражнивают выдувкой целлюлозной массы в выдувной резервуар, для этого открывают сначала механический затвор 11, затем затвор 10, после чего целлюлозная масса по выдувному трубопроводу 3 поступает в приемную горловину циклонного типа 4 выдувного резервуара 5. Так как варочный котел до открытия клапана находится под избыточным давлением 1,2-1,4 МПа, а выдувной резервуар под атмосферным, жидкий щелок, поступающий с целлюлозной массой за счет сброса давления, резко вскипает, вследствие чего происходит бурное парообразование с выделением летучих дурнопахнущих веществ, таких как сероводород, диметилсульфид, метилмеркаптан. Готовую целлюлозу через штуцер подают на сортирование и промывку, а пары вскипания отводятся через трубопровод на конденсацию.

С целью сокращения энергозатрат конденсацию на первой ступени осуществляют смешением отработанной щелочи с парами вскипания, отводимыми через трубопровод 7 в конденсаторе смешения 30. Сконденсировавшиеся отработанной щелочью пары вскипания собираются в емкости 32 и изолируются от окружающей среды гидравлическим затвором 31. В результате конденсации происходит нагревание отработанной щелочи до 80-90 0С. Разогретая щелочь из емкости 32 поступает по трубопроводу 33 в варочный котел 34, где происходит предварительный прогрев технологической щепы.

На второй ступени конденсации отвод несконденсировавшихся паров вскипания при выдувке осуществляется через трехступенчатую систему конденсации в противоточном режиме. На входе первой ступени температуру охлаждающего агента, в качестве которого используется раствор хлористого кальция, поддерживают в пределах 40-50 C, на входе второй ступени поддерживают температуру в пределах 17-27 C, на входе третий ступени поддерживают температуру ниже 0 C;

линию отвода паров вскипания изолируют от окружающей среды механическим затвором в начале и гидравлическим затвором в конце, отвод несконденсировавшихся паров осуществляется эжектированием.

Парогазовая смесь сероводорода, диметилсульфида и метилмеркаптана, подача которой регулируется механическим затвором 11, поступает в нижнюю часть кожухотрубчатого конденсатора 15. Одновременно в верхнюю часть конденсатора с помощью центробежного насоса 21 по трубопроводу подачи 8 подается охлаждающий агент - раствор хлористого кальция, который охлаждается в теплообменнике 19 с помощью холодильника 20. Сероводород является одной из составляющих парогазовой смеси и кипит при температуре 60,3С. Чтобы провести полную конденсацию этого газа охлаждающем агентом, необходимо поддерживать температуру парогазовой смеси на входе в конденсатор 15 на оптимальном уровне 40-50 С, так как при температуре ниже 40 С необходимо увеличить энергозатраты на охлаждение раствора CaCl2, а при температуре выше 50С уменьшается движущая сила процесса ко нденсации, которая должна компенсироваться увеличением поверхности конденсации. Не сконденсировавшиеся при данной температуре пары отводятся по линии отвода 22 в конденсатор 16, на входе которого аналогичным образом поддерживается температура в пределах 17-27 C, что обеспечивает полную конденсацию диметилсульфида, температура кипения которого составляет 37,3 C. Метилмеркаптан, кипящий при 6, C, полностью улавливается в конденсаторе 17 при температуре раствора ниже 0 C, куда поступает по линии отвода 22. Сероводород, диметилсульфид и метилмеркаптан в жидком виде собираются в соответствующие емкости 25, 26, 27. Отвод не сконденсировавшихся паров осуществляется с помощью эжекторного устройства 18, куда подается оборотная вода через вентиль 28. Вся линия отвода паров вскипания изолируется от окружающей среды гидравлическим затвором 23, который позволяет удалить инертный газ, попавший в систему выдувки. По окончании выдувки прекращается подача охлаждающего агента отключением центробежного насоса 21 и закрываются вентили 12, 13, 14 и механический затвор 11.

Емкость с отработанно й щелочью 1 22 11 7 16 2 29 1 12 25 26 35 Рисунок Библиографический список:

1. Пен, Р.З. Технология целлюлозы. Т. 1. Производство сульфатной целлюлозы [Текст] : учебное пособие для студентов специальности 260300 всех форм обучения / Р.З. Пен. Красноярск: СибГТУ, 2001. - 358 с.

2. Седых В.В. Основы научных исследований и проектирование предприятий целлюлозно-бумажного производства. Инженерное обеспечение предприятий [Текст]:

учебное пособие / В.В. Седых. - Красноярск, СибГТУ, 2004.- 104 с.

УДК 573.6 Р.З. Пен А.В. Князева В.Н. Башкиров БИОКОНВЕРСИЯ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ ОТХОДОВ В ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Цель данной работы заключается в разработке экологически безопасной промышленной технологии ускоренной переработки лигноцеллюлозных отходов в органо-минеральное удобрение с использованием микроорганизмов.

Рациональное и экономное использование лесных ресурсов является важнейшей задачей лесоперерабатывающей промышленности. Комплексное использование древесного сырья в сочетании с рациональным ведением лесного хозяйства в определённой мере способствует сохранению лесных массивов и экологического равновесия в природе. В настоящее время представляется перспективным один из способов переработки древесных отходов – компостирование. Компостирование заключается в естественном биологическом разложении органического вещества отходов при помощи различных видов микроорганизмов. Процесс биодеградации древесины происходит за счет фермента целлюлазы, который продуцируется аэробными и анаэробными бактериями с образованием гидролитических фрагментов и моносахаридов. Почвенные бактерии и грибы – основные агенты, обеспечивающие гидролиз полисахаридов и в частности целлюлозы и ее спутников и их производных.

Этот процесс идет через образование гумуса, сложнейшего органического компонента почвы – основы ее плодородия. Гидротермообработка сырья обеспечивает ускорение деструкции полисахаридов в простые сахара, что способствует их превращению в субстрат для микроорганизмов. Развитие этих процессов интенсифицируется благодаря измельчению материала при подготовке и обессмоливанию – удалению из отходов терпеноидов, смолистых и дубильных веществ и восков, в значительной мере угнетающих микрофлору. Строго регламентируется размер частиц субстрата, подвергаемого биодеградации. Размер частиц составляет по максимальной величине 12,5 мм для систем с перемешиванием и принудительной аэрации и 50 мм для компостных рядов в случае естественной аэрации. Для оптимизации протекания микробиологических превращений целлюлозосодержащих материалов целесообразно внесение полного минерального комплекса, в том числе азота в виде аммиачной воды и карбамида. Подобный эффект достигается и при использовании отходов животноводства, в том числе мочевины природного происхождения, вместе с ней привносятся ферменты, такие как амилаза (диастаза) и уропепсин. Экспериментально установлено ускорение протекания процесса разложения растительных отходов в 2,5- раза по времени при введении этих ферментов [1].

Важную роль в активизации микробиологических процессов играет влажность, аэрация компостируемой массы и температура. Влажность массы при биодеградации для аэробного компостирования составляет 50-60%. Доступ кислорода воздуха способствует процессу биодеградации, т.е. должна существовать определенная естественная или искусственная аэрация. При этом аэрация должна быть в пределах 0,6-1,8 м3 воздуха в сутки на 1 кг летучей части от твердых веществ. На практике замечено, что на первой стадии биодеградации целесообразно развитие анаэробных бактерий (бактерий развивающихся без доступа воздуха), так как, во-первых, при повышенной влажности (более 50%) происходит в наибольшей степени набухание всех целлюлозосодержащих и лигниносодержащих компонентов. А когда достигается повышенное набухание, то уже после этого возможно целесообразно перейти к аэробной биодеградации. Кроме того, в водной среде на первых порах осуществляется лучший транспорт многих биохимических компонентов, в том числе грибных и бактериальных ферментов ко всем видам субстрата. Температура существенно меняется в процессе компостирования за счет теплового эффекта, который проявляется в результате окислительной деструкции ковалентных связей у разлагаемых веществ.

Известно, что процесс компостирования имеет три основных температурных стадии – мезофильную, термофильную и стадию охлаждения или окончательного созревания компоста. Порогом температуры компостирования массы является температура + 60 700С. Превышение этой температуры является недопустимым, т.к. происходит гибель значительной части микрофлоры, микрофауны, макрофлоры и макрофауны, и происходит денатурация микробных и грибных ферментов [2].

Практика биотехнологий, связанных с конверсией отходов микроорганизмами, свидетельствует о существенном резерве санитарной эффективности компостирования отходов, целенаправленно инокулированных специальными композициями микроорганизмов. Внесение в готовое к компостированию органическое сырьё естественного микробного богатого термофильными микроорганизмами биопрепарата, обеспечивает более динамичное и интенсивное протекание процесса компостирования, существенно повышает санитарно-бактериологические показатели продукции компостирования. Известно, что ферменты (энзимы) являются специфическими биокатализаторами, присутствующими во всех живых клетках. Действие, оказываемое комплексом ферментов на клетки живых микроорганизмов сходно с допингом ферменты многократно активизируют деятельность микроорганизмов, заставляя их активно синтезировать свои собственные ферменты, разлагать с их помощью органические субстраты на легкоусваиваемые клетками элементы, и затем усваивать их. Также активность микроорганизмов выражается в интенсивном потреблении соединений азота и фосфора. Таким образом, конверсия органической и биогенной составляющих отходов осуществляется путем стимулируемого ферментами микробиологического процесса разложения и усвоения целлюлозы, лигнина, природных красителей, жиров, белков, углеводов, азота и фосфора. [3] Библиографический список:

Дрейер, А.А. Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и 1.

переработка. /А.А. Дрейер, А.Н. Сачков, К.С. Никольский, Ю.И. Маринин, А.В.

Миронов. – М.: Наука, 1997. – 220 с.

Неклюдов, А.Д. Переработка органических отходов. /А.Д. Неклюдов, А.Н.

2.

Иваныкин. – М.: Изд-во МГУлеса, 2006. – 381 с.

Болобова, А.В. Теоретические основы биотехнологии древесных композитов.

3.

Ферменты, модели, процессы. /А.В. Болобова, А.А. Аскадский, В.И. Кондращенко, М.Л.Рабинович. – М.: Наука, 2002. – 343 с.

Технология целлюлозы. Технологические расчеты варочного отдела завода 4.

сульфатной целлюлозы [Текст]: учебное пособие / Р.З. Пен, И.В. Мирошниченко. Красноярск: СибГТУ, 2004. - 54 с.

УДК 630*8 С.О. Медведев Р.А.Степень ВЛИЯНИЕ БИОЦЕНОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ВЫХОД ЛИПИДОВ И ПИХТОВОГО МАСЛА ПИХТАРНИКОВ СРЕДНЕЕНИСЕЙСКОЙ ТАЙГИ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Древесная зелень является ценным источником биологически активных и энергетических веществ. Благодаря данному свойству она находит применение как в чистом виде, так и сырья для получения многих товарных продуктов. Без дополнительной обработки в сельском хозяйстве и животноводстве она используется для улучшения структуры почвы, укрытия посадок, подкормки скота. Промышленная переработка древесной зелени осуществляется в ограниченных масштабах и состоит преимущественно в пихтоварении, экстрагировании и выработке хвойной витаминной муки [1].

В Сибири единственным полупромышленным производством, утилизирующим древесную зелень, функционирующим из-за низкого спроса периодически и вырабатывающим, как правило, одно эфирное масло, является пихтоварение. Хотя пихтовое масло является сырьем для предприятий многих отраслей, в связи с экономической перестройкой оно оказалось малорентабельно. Вместе с тем разработаны способы утилизации образующихся при этом отходов, существенно повышающих рентабельность предприятий. Флорентинная вода успешно применяется при лечении людей и животных. При переработке кубового конденсата получается пихтовый экстракт, не уступающий по своим свойствам сосново-еловому лечебному препарату. Отработанная зелень может служить сырьем для приготовления хвойной муки и компостов. Одновременно следует учитывать, что выход и качество масла и другой продукции заметно зависит от местных условий. Важно также отметить, что в подобных целях могут использоваться древесная зелень кедра и кора пихты. Особенно привлекательна утилизация коры, которая концентрируется на промплощадках предприятий. Однако для этого необходимо наладить выделение пихты из общего широкого потока.

Несмотря на важность потребления сопутствующих производству отходов, выработка основной продукции – пихтового масла и экстрактов является наиболее важными (по удельному весу в стоимости продукции) для первоначальной оценки технологических решений. Перспективы развития лесопромышленного комплекса (ЛПК) в Красноярском крае связаны с деятельность отдельных лесоперерабатывающих узлов, важнейшим из которых является Лесосибирский. Основное направление его деятельности – переработка круглых лесоматериалов и производство ДВП, а с недавних пор и топливных гранул. Вместе с тем перспективным направлением развития данного комплекса [2] является создание гидролизного предприятия и сети малых лесохимических предприятий по переработке в частности древесной зелени, в том числе и с использованием продукта гидролиза – углекислоты.

Таким образом, на территории Лесосибирского узла представляются целесообразными пихтоварение и экстракция древесной зелени хвойных пород.

Предпочтение, по-видимому, следует отдать древесной зелени пихты, которая богата эфирным маслом и для которой имеются данные по утилизации образующихся при этом отходов. Вместе с тем для обоснованного представления о ресурсных возможностях сырья региона необходимо провести исследования по эфирному маслу и липидам, поскольку их показатели (прежде всего выход при переработке древесной зелени) в пихтарниках разных районов Сибири существенно различаются.

В основных лесозаготовительных районах лесосибирских предприятий сосредоточены значительные запасы пихтарников. Основной их объем приходится на среднеенисейскую тайгу. Ежегодный допустимый объем пихтовой лапки в данных районах составляет 10,5 тыс. т, а всего по краю – более 71 тыс. т [3]. Вследствие очевидных причин весь указанный объем ресурса не может быть использован для производственных целей, даже при условии массового создания и участия в процессе потребления пихтовой зелени промышленных установок. Оптимальным видится потребление ресурса в объеме 3-5 тыс. т. При таких параметрах возможно сохранение баланса между экологией лесных массивов, восстановлением пихтарников и получением рентабельной продукции. Для последнего крайне важным являлось определение влияния биоценотических факторов на выход (содержание) и состав липидов и пихтового масла пихтарников в выбранном районе исследования.

На первоначальном этапе исследования производилась оценка содержания липидов в древесной зелени пихты среднеенисейской тайги, образцы которой отбирались на местах лесозаготовок лесосибирских предприятий. Извлечение липидов измельченной древесной зелени производилось петролейным эфиром в аппарате Сокслета в трехкратной повторности. Этот метод наиболее приемлем в лабораторных условиях [4]. Далее из аналогичных образцов традиционными методами определялся выход эфирного масла. При проведении комплексного анализа влияния возраста и расположения древесной зелени пихты по стволу получены данные представленные в таблице 1. Для удобства отображения расположения древесной зелени по стволу выбрана классификация низ-середина-верх, соответствующие нижней, средней и верхним частям отбора проб для эксперимента.

Таблица 1 – Процент содержания липидов и эфирного масла в древесной зелени пихты среднеенисейской тайги, % Расположение по стволу Возраст, лет липиды эфирное масло низ середина верх низ середина верх 15-20 10,96 12,48 13,76 4,02 4,88 5, 30-35 11,92 14 14,88 4,17 5,15 5, 50-60 10,48 11,84 12,72 3,47 4,27 4, 100-120 9,28 10,4 11,36 2,68 3,42 3, 130-150 7,68 8,56 9,2 1,72 2,03 2, Наибольшее содержание как липидов, так и эфирного масла характеризует древесную зелень пихты возрастной группы образцов 30-35 лет. Наименьшее – зелень наиболее зрелых деревьев (130-150 лет). Относительно расположения по стволу большим содержанием исследуемых компонентов отличаются образцы древесной зелени, полученные с верхушек деревьев. Общую зависимость содержания липидов и пихтового масла от возраста и расположения древесной зелени по стволу отражают рисунки 1-2.

Рисунок 1 – Зависимость содержания липидов от возраста и части дерева (расположения древесной хвой по стволу) Общая характеристика эфирных масел представлена в таблице 2.

Рисунок 2 – Зависимость содержания эфирного масла от возраста и части дерева (расположения древесной хвой по стволу) Таблица 2 – Характеристика сравниваемых пихтовых эфирных масел Показатель Характеристика Прозрачная маслянистая жидкость с приятным Внешний вид, запах смолистым запахом Цвет Зеленый Плотность, г/см3 0, Показатель преломления 1, Кислотное число, мг/г 0, Эфирное число, мг/г 53, Полученные в результате исследования результаты свидетельствуют о перспективности развития в Лесосибирском лесопромышленном комплексе малых лесохимических предприятий, ориентированных на переработку древесной зелени, в частности пихты. Основания для этого следующие: рассматриваемые образцы из мест лесозаготовок расположенных здесь предприятий обладают характеристиками, позволяющими получать на основе промышленного производства продукцию с повышенным содержанием липидных комплексов и эфирных масел. Об аналогичных возможных результатах свидетельствовалось и ранее, однако детальной оценки проведенной в данном исследовании не производилось [5]. Таким образом, образом полученные результаты в целом отражают необходимость развития в Красноярском крае производств по получению продуктов на основе пихтоварения и экстрагирования древесной зелени различных пород.

Библиографический список:

Ягодин, В.И. Основы безотходной технологии древесной зелени / В.И. Ягодин // 1.

Проблемы химической переработки древесного сырья. – СПб.: СПбЛТА, 2000. – С. 50 58.

Медведев, С.О. Возможности рационального использования древесных отходов в 2.

Лесосибирском лесопромышленном комплексе: монография / С.О. Медведев, С.В.

Соболев, Р.А. Степень. – Красноярск: СибГТУ, 2010. – 85 с.

Лесной план Красноярского края [Электронный ресурс] / Красноярск, 2009. – 3.

с. – Режим доступа: http://www.krskstate.ru/nature/wood/lespaln Ушанова, В.М. Углекислотные экстракты как источники биологически активных 4.

веществ / В.М. Ушанова, С.М. Репях. – Красноярск: СибГТУ, 2007. – 159 с.

Нифантьева, Г. Г. Комплексная переработка лесных ресурсов Нижнего 5.

Приангарья и целесообразности строительства Енисейского ЦБК [Текст] / Г.Г.

Нифантьева, А.Н. Девятловская, В.А. Миняйло // Сырьевые ресурсы Нижнего Приангарья. – Красноярск: СибГТУ, 1998. - С. 312.

УДК 676.1.054.1. З.З. Зарипов ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ БЕЗОТХОДНОГО ПРОИЗВОДСТВА ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ МОКРЫМ СПОСОБОМ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», Лесосибирский филиал г. Лесосибирск Современная российская концепция, принятые и утвержденные правила Российской Федерации наряду с ужесточением норм, экологического нормирования определяет его как деятельность, направленную на установление системы нормативов состояния и нормативов предельно допустимого воздействия на экосистемы, необходимых для эффективного осуществления природоохранного управления. Одним из признанных инструментов снижения воздействия на окружающую среду является экологический менеджмент. Основным объектом менеджмента являются различные экологические аспекты деятельности предприятия (например, размещение шламов, образующихся при очистке сточных вод, на картах, потери опасных веществ и материалов на предприятии, утечки питьевой воды из распределительной сети и т.п.). В международных стандартах серии ISO 14000 экологический аспект определен как элемент деятельности или продукции или услуг организации, который может взаимодействовать с окружающей средой. При этом значимый экологический аспект оказывает или может оказывать значительное воздействие на окружающую среду.

Воздействие на окружающую среду рассматривается как любое изменение в окружающей среде, положительное или отрицательное, полностью или частично являющееся результатом экологических аспектов организации.

На лесодеревообрабатывающих предприятиях, основным источником отрицательных техногенных воздействий на экосистему, являются цеха и подразделения лесохимии, отходы и производственные стоки которых превышают нормативы предельно допустимых значений.

Ангаро-Енисейский лесоперерабатывающий комплекс предприятий в своем роде является уникальным для России. Возможно, это единственное место, где при освоении более 8 млн. круглого леса в год имеется только одно целлюлозно м бумажное производство в Братске и десять потоков разного производства ДВП, в данном регионе Лесосибирский лесопромышленный комплекс имеет на 14 потоков лесопиления 6 потоков производства ДВП и является ведущим производителем этой продукции. Плитные производства Лесосибирска предназначались для переработки неделовой и низкосортной древесины, а главное - отходов лесопиления, поэтому, несмотря на постоянную востребованность плитного материала в различных отраслях хозяйствования, отношение к нему было как к второстепенному, а финансирование проводилось по остаточному принципу. С переходом на рыночную экономику, особенно в условиях «сложного» рынка, отношение к производству ДВП изменилось кардинальным образом. Предприятия, имеющие в своем составе эти производства, стали производителями продукции постоянного и повышенного спроса с низкой себестоимостью по сравнению с теми производителями древесноволокнистых плит, где технологически было заложено использование деловой древесины на переработку в технологическую щепу. Это позволяет Лесосибирским производителям ДВП иметь преимущества в применении ценовой политики в современных рыночных условиях.

Анализ полноты комплексного использования древесины показал, что более 20% волокна, содержащегося в сырье, поступившего в цеха, на разных этапах производства уходит в отходы, поэтому были проведены исследования по введению волокносодержащих отходов в производстве древесноволокнистых плит при мокром способе производства.

Исследования проводились на лабораторном оборудовании лаборатории 1- Лесосибирского филиала СибГТУ, укомплектованной термопульпером, лабораторным рафинатором, установкой для обезвоживания древесноволокнистой массы с определением степени помола фирмы «DEFIBRATOR» и прессом ПРТ-2, с регулируемой температурой нагревательных плит до 220 и гидроприводом, способным создать удельное давление до 7 МПа. Данное оборудование впервые дало возможность контролировать время размола, температуру древесноволокнистой массы, регулировать зазор размольных дисков с точностью до 0,05 мм. При составлении программы исследований и экспериментов использовались ранее полученные результаты по изучению процесса размола в производстве древесноволокнистых плит в научных работах и статьях д.

т.н. профессора Ю.Д. Алашкевича, к.т.н. доцента Н.Г.Чистовой, к.т.н. Н.А. Петрушевой. Были определены наиболее значимые входные (время размола, зазор между статорным и роторным дисками рафинатора, концентрация отходов в общем количестве массы) и выходные (плотность, прочность, степень помола, фракционный состав, водопоглощение) параметры. В качестве основного метода получения математического описания исследуемых процессов были приняты активные многофакторные эксперименты с вышеуказанными входными факторами. На основании поставленной задачи (возврат в производство отжимков импресфайнера, поддона, мелкой фракции щепы с малым поперечным диаметром и отходов от станков форматной резки без предварительной обработки перед второй ступенью размола) была составлена программа экспериментальных исследований, определены уровни и интервалы исследования.

Ниже приведены результаты исследований в виде графических и аналитических зависимостей размола на рафинаторе древесноволокнистой массы I ступени размола с содержанием в ней всех волокносодержащих отходов без предварительной обработки.

Зависимость степени помола вторичной массы ДС = 15,45+ 0,546·Т+9,918·z+ 0,07·c - 0,019·T2 - 32,03·z2 - 0,024·c2 – - 0,06·T·z - 0,0006·T·c + 0,67·z·c, (1) Рисунок 1 – Степень помола Зависимость фракционного состава отливок из вторичной массы Fr=0,4569-0,0251·T+3,1436·z+0,1312·c-0,0017·T2-4,6586·z2 0,0055·c2+0,0176·T·z-0,0005·T·c-0,0824·z·c, (2) Рисунок 2 – Фракционный состав Зависимость плотности отливок из вторичной массы Pl = 969,22+15,98·T+76,13·z+3,489·c-0,907·T2-314,56·z2-0,29·c2 + + 7,167·T·z-0,366·T·c+4,45·z·c, (3) Рисунок 3 – Плотность Зависимость прочности отливок вторичной массы Pr = 39,69+ 0,859·T+ 6,20·z+1,089·c- 0,036·T2- 51,25·z2- 0,115·c2 + + 0,175·T·z -0,003·T·c + 1,59·z·c, (4) Рисунок 4 – Прочность Зависимость водопоглощения отливок из вторичной массы S = 11,04+1,669·T-21,48·z+0,78·c-0,089·T2+ 35,31·z2 - 0,042·c2 + + 0,175·T·z - 0,005·T·c - 0,0001·z·c, (5) Рисунок 5 – Водопоглощение Так из рисунка 1 видно, что при зазоре равном 0,3 мм и концентрации вторичного волокна в общей массе 8% значение степени помола максимально. При дальнейшем увеличении или уменьшении технологических параметров происходит его снижение. Значение фракционного состава как видно из рисунка 2 возрастает при увеличении зазора до 0,35 мм и времени размола до 9 секунд, затем наблюдается тенденция к снижению показателя фракционного состава. На рисунке 3 представлена графическая зависимость плотности от времени размола и концентрации. Максимум значения плотности наблюдается при времени размола 10 секунд и концентрации 7 %.

Рисунок 4 свидетельствует о том, что прочность снижается при концентрации более % и зазоре более 0,2 мм. Водопоглощение за 24 часа (рисунок 5) снижается при увеличении зазора до 0,3 мм и увеличении времени размола до 10 секунд.

Результаты проведенного исследования доказывают, что введение волокносодержащих отходов в производство перед второй ступенью размола без предварительной обработки не ухудшают основных показателей древесноволокнистой плиты. Анализ проведенных исследований позволяет предполагать, что при структуризации тела древесноволокнистой плиты принимает участие природный лигнин (протолигнин), образующий дополнительные межволоконные связи и усиливающий водоотталкивающие свойства плиты.

Поэтому при правильном подборе технологического регламента получения древесноволокнистых полуфабрикатов с полным использованием собственных отходов производства ДВП мокрым способом с максимальным сохранением биопотенциала к межволоконному связеобразованию, мы можем при этом частично или полностью исключить использование экологически грязных упрочняющих добавок при производстве ДВП мокрым способом – фенолформальдегидных смол и уменьшить введение гидрофобных добавок.

Библиографический список:

1. Алашкевич, Ю.Д. Основы теории гидродинамической обработки волокнистых материалов в размольных машинах [Текст]: дис. докт. техн. наук/ Ю.Д. Алашкевич. Красноярск, 1990.-361 стр.

2. Чистова, Н.Г. Исследования процесса размола древесной массы на промышленных установках при производстве ДВП. [Текст]: монография/ Н.Г.Чистова, Ю.Д.

Алашкевич.- Красноярск: СибГТУ, 2000. – 114 с.- Деп. в ВИНИТИ, №2405-ВОО.

3. Балмасов, Е.А. Исследование и разработка технологических основ производства древесноволокнистых плит с целью его оптимизации [Текст]: дис. докт. техн. наук:

05.21.05: защищена 1979/Е.Я. Балмасов. – М., 1979.- 327 с.

УДК 676.1.054.1 Н.Г. Чистова АНАЛИЗ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДВП ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», Лесосибирский филиал г. Лесосибирск Представлены результаты исследований лесосырьевой базы лесоперерабатывающих предприятий г.Лесосибирска. Показано влияние исходного древесного сырья (балансовая древесина, отходы лесопиления, низкокачественная древесина) на качественные характеристики древесной щепы, волокна и готовых плит в производстве ДВП.

Производство древесноволокнистых плит призвано решать задачи более полной утилизации кусковых отходов лесопиления и некондиционной древесины. Практика производства ДВП показывает, что, в основном, на всех предприятиях страны отходы древесного сырья от смежных производств по переработке древесины составляют лишь часть объема сырья для плитного производства, а большая часть древесины используется в круглом виде [1,2]. Но в связи с истощением сырьевой базы на предприятиях, при изготовлении плит в общем балансе сырья возрастает удельный вес лиственных пород древесины, лесосечных отходов, тонкомерных деревьев, топливной щепы, опилок и стружки. Как следствие, снижается производительность, увеличиваются затраты электроэнергии, ухудшается вешний вид и качество готовой продукции [3].

Выполнены исследования качественных характеристик технологической щепы фракционного состава (Frщ);

древесноволокнистых полуфабрикатов - степени помола массы (ДС), фракционного показателя качества (Fr), средней длины древесного волокна (La), среднего диаметра волокна (dср);

физико-механических показателей древесноволокнистых плит - прочности (Pr), плотности (P), водопоглощения (S), набухания (R) из следующих четырех составов исходного сырья: № 1 - 100 % деловая древесина (круглого сечения);

№ 2 - 50 ± 5 % деловой древесины и 50 ± 5 % отходы лесопиления;

№ 3 - 100 % - отходы лесопиления;

№ 4 - 70 ± 5 % отходы лесопиления и 30 ± 5 % низкокачественная древесина.

Результаты исследований влияния исходного сырья на качественные характеристики древесной щепы, волокна и готовых плит представлены в таблице.

В настоящее время предприятия работают с последними двумя составами исходного сырья. Исследования проводились при всех прочих равных условиях технологических режимов процессов подготовки волокнистых полуфабрикатов, формировании древесного ковра и прессовании плит при производстве ДВП мокрым и сухим способами.

Исследования показали, что даже при наличии одних и тех же систем оборудования и технологических режимов производства, качество готовой продукции и технико-экономические показатели значительно отличаются друг от друга при использовании различного вида сырья. С ухудшением его состава наблюдается увеличение расхода древесного сырья и топливно-энергетических ресурсов на единицу готовой продукции.

Щепа из некондиционной древесины и отходов лесопиления в значительной степени отличается от щепы, полученной из деловой древесины, и внешним видом, и фракционным составом. Наилучшие показатели качества технологической щепы наблюдались для состава сырья № 1, худшие для состава № 4. В производстве полуфабрикатов для ДВП равномерность параметров щепы имеет большое значение.

Крупная щепа вызывает колебания плотности древесины при пропаривании и увеличивает расход электроэнергии на размол. Фракция щепы, имеющая большую толщину, содержит значительное количество сучковой древесины. Такая щепа неравномерно прогревается в пропарочной камере, затрудняет подачу ее в дисковую мельницу, размолотая масса содержит крупные неразмолотые древесные пучки волокон и сгустки. Мелкая фракция засорена корой, песком, содержит повышенное содержание экстрактивных веществ, увеличивает костричность получаемой массы.

Исследования показали, что по мере увеличения толщины щепы расход энергии на размол возрастает. При использовании в составе сырья отходов лесопиления (составы № 2 и 3) значительно возрастает содержание коры в щепе, а при использовании низкокачественной древесины - гнили, сучков.

Содержание коры и гнили в массе ухудшает внешний вид плит, увеличивает шероховатость поверхности, меняет их цвет, приводит к повышенному расходу связующих, снижает прочностные и водостойкие показатели плит.

Таблица – Качественные характеристики древесной щепы, древесного волокна и готовых плит Удельная № состава древесного поверхно dволокна, L, мм Pr, МПа P, кг/м3 Е DC Frв, % S R мм сть, мм2/кг Frщ сырья Lщ, hщ,, размола размола размола размола размола размола размола размола размола размола ступень ступень ступень ступень ступень ступень ступень ступень ступень ступень мм мм сух мо сух мок. сух мо сух мо сух сух.с гр. ЕД ЕР II II II II II I I I I I к.с с к.с к.с.с.с.с.с.с 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 79, 31, 11, 1 6,6 5,1 0,2 0,1 42, 70,2 30, 48, 48, 32, 98 34, 31, 39, 34, 21 1 4,6 21 35 6 3 8 8 5 4 6 2 7 3 3 2 2 0 3 8 4 6 4 72, 26, 1 5,8 0,2 0,1 37, 81,0 29, 43, 46, 37, 33, 97 32, 36, 32, 22 2 4,7 12 19 6,7 1122 35, 0 4 7 9 9 2 5 6 2 5 4 9 6 7 6 8 3 76, 31, 1 5,1 0,2 0,1 49, 68,2 29, 50, 44, 38, 98 30, 31, 28, 29, 23 3 4,7 12 20 8,3 47 2 5 9 6 8 3 4 6 9 5 6 1 6 7 1 4 5 77, 30, 11, 1 44, 41, 31, 84 38, 33, 32, 31, 23 4 5,1 19 7,6 5,5 0,27 0,12 47,6 74,52 27,5 35 4 9 6 7 3 2 6 5 8 2 9 7 0 1 – 100 % деловая древесина;

2 – 50 % деловая древесина, 50 % отходы лесопиления;

3 – 100 % отходы лесопиления;

4 – 70 % отходы лесопиления, 30 % низкокачественная древесина;

Frщ – фракционный состав щепы;

P – плотность;

Lщ – длина щепы;

Pr – прочность;

hщ – толщина щепы;

S – водопоглащение Frв - фракционный состав волокна;

R – набухание;

ДС – степень помола массы;

L – длина волокна.

Влияние породного состава на собственно процесс размола очень велико и зависит, прежде всего, от плотности древесины и содержания в ней экстрактивных веществ. Исследования проводились с породным составом для мокрого способа производства ДВП – 93 ± 3,4 % хвойных, для сухого способа – 81 ± 3,1 % лиственных пород. Чем больше плотность древесины (волокна более широкие и имеют более толстую клеточную стенку) и выше содержание экстрактивных веществ, обуславливающих более прочное связывание волокон, тем ниже степень помола массы и больший расход электроэнергии на получение массы заданных свойств. Таким образом, при производстве полуфабриката из хвойной древесины требуется больше усилий на разрушение волокон, чем при производстве полуфабриката из лиственной древесины. В ходе исследований выяснилось, что влажность древесины также играет немаловажную роль в получении качественного полуфабриката с наименьшими энергозатратами.

Исследования показали, что при увеличении в составе сырья процентного содержания некондиционной древесины качественные характеристики древесного полуфабриката и готовых плит из него ухудшались. Наилучшие качественные характеристики древесноволокнистого полуфабриката и готовой плиты показал древесный материал из состава исходного сырья № 3. По мере увеличения в составе сырья количества деловой древесины исследуемые качественные показатели древесноволокнистых полуфабрикатов и плит ухудшались. Худшие показатели наблюдались из сырья состава № 1. По всей видимости, причина этого заключается в следующем. При среднем возрасте 20 лет балансовая древесина содержит значительное количество ювениальной древесины (около десяти годичных колец), а в отходах лесопиления, полученных из такого баланса, присутствие ювениальной древесины не наблюдается. Присутствие ювениальной древесины в щепе из составов сырья № 1, 2 и 4,, учитывая ее свойства, объясняет ухудшение качественных показателей используемого в производстве ДВП полуфабриката, для которого важнейшим показателем является сопротивление разрыву при растяжении и излому готовых плит. Таким образом, при увеличении процентного содержания в составе сырья балансовой древесины, несмотря на то, что качественные свойства технологической щепы улучшаются, прочностные показатели плит ухудшаются.

Показатели качества древесного волокна, готовых плит, расход энергии и производительность размольных установок, как видно из таблицы существенно отличаются при использовании исходного сырья разного состава. Это объясняется тем, что волокна из различного состава сырья древесины имеют различные морфологические характеристики. При размоле низкокачественной древесины требуется больший расход энергии, чем при размоле деловой древесины для получения тех же механических показателей. Одновременно возрастает показатель себестоимости плит, уменьшается производительность основных потоков производства (размольный участок, горячий пресс). Так, в составе № 4, по сравнению с первым, содержится большое количество сучковой и креневой древесины, соответственно, в таком сырье содержится больше лигнина и смолистых веществ, волокна ее жесткие и толстостенные. Производство древесной массы из такого вида древесины требует большего расхода энергии. И все же при выборе исходного сырья необходимо руководствоваться, прежде всего, качеством готовой продукции. Несмотря на значительный расход электроэнергии и снижение производительности размольных установок, наилучшие качественные характеристики древесноволокнистых плит при выбранных режимах технологического процесса размола, при всех прочих равных условиях, показал состав сырья из отходов лесопиления (состав № 3).

Таким образом, используя различное по виду, породному составу и качественным характеристикам древесного сырья при производстве ДВП предприятия вынуждены корректировать технологические режимы, вводить упрочняющие добавки.

Без всестороннего изучения и анализа закономерностей протекания технологических процессов производства на разных его стадиях невозможно устанавливать обоснованные режимные параметры, оптимизировать основные процессы производства и целенаправленно управлять ими с учетом получения необходимого качества готовой продукции, снижения энергозатрат и повышения эффективности производства.

Библиографический список:

1 Челпанова, М. Красноярский край в цифрах [Текст] / М. Челпанова // Леспром Информ: науч.-практ. журн. - 2008. -№ 9. - С. 54-63.

2 Федеральная программа развития лесопромышленного комплекса РФ [Текст]. - М., 1995. - 67 с.

3 Леонович, А. А. Актуальные вопросы производства древесных плит на юбилейной конференции [Текст] / А. А. Леонович // Древесные плиты: теория и практика: 10-я междунар. науч.-практ. конф. / под ред. А. А. Леоновича. - СПб., 2007. - С. 3-6.

УДК 676.1.054.1. М.А. Зырянов Н.Г. Чистова К ВОПРОСУ О ПОДГОТОВКЕ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДВП ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Лесосибирский филиал, г. Лесосибирск В статье рассмотрены особенности подготовки древесноволокнистых полуфабрикатов с использованием дисковых ножевых размалывающих машин в производстве ДВП.

Одной из ответственных операций в технологии производства ДВП является подготовка древесноволокнистых полуфабрикатов (размол). От качества и степени помола зависят процессы отлива и обезвоживания ковра, прессования и термовлагообработки плит и, соответственно, качественные показатели готовых плит.

Древесноволокнистое полотно, отлитое из неразмолотых волокон, получается неудовлетворительным по своему строению, внешнему виду и физико-механическим свойствам.

Наиболее распространенным в производстве древесноволокнистых плит являются дисковые ножевые размалывающие машины. Отличительная особенность силового воздействия в этих машинах, является присутствие на ряду с гидродинамическим воздействием на волокна и их характер воздействия преимущественно сдавливающих и сдвиговых усилий, рисунок 1 а, б.

Наличие сдвиговой составляющей в зазоре обусловлено возникновением сил трения между волокнами и рабочей поверхностью ножей движущихся со значительными относительными скоростями. Наряду с указанными составляющими на волокна действуют растягивающие и срезающие усилия, особенно при малых величинах зазора между сегментами размалывающих машин, рисунок 1 в, г.

При размоле массы высокой концентрации величина межножевого зазора существенно увеличивается и появляются условия для формирования изгиба, скручивания, а так же сжатия волокон вдоль оси, рисунок 1 д, е, ж.

При размоле щепы в производстве ДВП главным образом имеет место физико механические и коллоидно-физические процессы, при которых происходит изменение морфологических характеристик и коллоидных свойств древесных волокон. В результате воздействия высокой температуры и давления на волокно происходит размягчение и пластификация срединной пластинки, уменьшение длины волокна, внутреннее и наружное фибриллирование, увеличение их внешней удельной поверхности. [1, 3].

Подготовленное в процессе размола древесное волокно должно обеспечивать прочные межволоконные силы связи в готовой плите сохраняя при этом собственную прочность волокна, необходимую ориентацию волокна в плите, физико-механические свойства готовой продукции (прочность, плотность, водопоглощение и набухание).

Рисунок 1 – Силовое воздействие на волокно а – сдвиговое усилие;

б – сдавливающее усилие;

в – растягивающее усилие;

г – срезающее усилие;

д – усилие изгиба;

е – усилие скручивания;

ж – усилие сжатия вдоль оси.

По результатам исследований небольшое уменьшение толщины волокон древесной массы будет способствовать лучшей их укладке, увеличению внутренней гибкости, повышению сопротивлению разрыву, продавливанию и изгибу готовой продукции [2].

Значительное влияние на качество древесной массы оказывают морфологические характеристики мелочи, характеризуемые средней длинной, средним диаметром, отношением длины к диаметру и удельной поверхностью волокна.

Исследования показали, что наилучшие физико-механические свойства древесноволокнистой плиты обеспечивают наличие среднего волокна не менее 30 % и мелкого 10-15 %. При этом мелкая фракция волокна должна состоять преимущественно из фибриллплазмы группы А и мельштоффа группы Б, так как отношение длинны к диаметру волокна данных групп мелочи в несколько раз (15-20 раз) превышает характеристики крупной и средней фракций волокна, что, несомненно, способствует увеличению удельной поверхности древесной массы и улучшению качественных характеристик древесноволокнистых полуфабрикатов и структурообразованию плит.

Исследования подтвердили ранее высказанное предположение, что прочностные характеристики древесноволокнистых плит зависят не только от степени разработки массы и фракционного состава, но и ориентации древесных волокон в плите.

Наибольшую прочность плиты обеспечивают волокна, расположенные под углом к пласти плиты 35-55 и составляющие не менее 60 % от общего объема волокна [1].

Таким образом, исследования показали, что укорочение волокон не основное назначение процесса размола. В большинстве случаев более важно расщепление волокон в продольном направлении на тончайшие волоконца-фибриллы. На качественные показатели ДВП значительное влияние оказывает ориентация древесного волокна в плите и гранулометрический состав древесной массы, который, в свою очередь, зависит от технологических, конструктивных и энергосиловых параметров размольных агрегатов.

Библиографический список:

1. Чистова, Н. Г. Переработка древесных отходов в технологическом процессе получения древесноволокнистых плит [Текст]: дис. … докт. техн. наук / Н. Г. Чистова.

– Красноярск, 2010. – 415 с.

2. Ласкеев, П.Х. Производство древесной массы. [Текст] / П.Х. Ласкеев // М.: Лесная промышленность, 1967, 580 с.

3. Солечник, Н.Я. Производство древесноволокнистых плит. [Текст] / Н.Я. Солечник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ГОСЛЕСБУМИЗДАТ, 1963. – 338 с.

ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО И НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА УДК 665.733.001.57 Н.В. Гавголенко А.Е. Прошкин И.В. Павлов О.А. Дружинин Д.А. Мельчаков Ф.А. Бурюкин В.П. Твердохлебов ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЛОКА ИЗОМЕРИЗАЦИИ В ОАО «АНПЗ ВНК»

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г.Красноярск ОАО «АНПЗ ВНК», г.Ачинск Одной из основных возможностей сохранения и увеличения производительности нефтеперерабатывающего завода по высокооктановым бензинам, отвечающим современным экологическим требованиям, является ввод дополнительных мощностей изомеризации легких бензиновых фракций.

После ввода в эксплуатацию в 2007 году установки низкотемпературной изомеризации (Penex) легкой бензиновой фракции с предварительной гидроочисткой и блоком колонны деизопентанизации, сочетание технологических процессов в производстве автомобильных бензинов в ОАО «АНПЗ ВНК» представлено на рисунке 1.

Атмосферная Каталитич.

перегонка риформинг МТБЭ, ММА (0, %) прямогонный бензин (1,3%) легкий риформат (13,8 %) тяжелый риформат (44, боковой погон К-104 (13,7%) Товарные бензины: Нормаль-80, Регуляр-92 (ЕВРО), Премиум-95 (ЕВРО), прямогонный бензин ( автобензинов в 2009 г. – 1205,34 тыс. тонн) фракция С7 и выше (1,8 %) фракция С5 и выше (1,9 %) изопентановая фракция (4,0 %) фракция н-бутана (2,6 %) изомеризат (16,0 %) Газофракцио Изомеризация нирование Пентан-гексановая Рисунок 1 - Действующая поточная схема производства автомобильных бензинов в ОАО «АНПЗ ВНК»

Очевидно, что, исходя из необходимости получения автомобильных топлив, соответствующих перспективным экологическим и эксплуатационным требованиям стандарта Евро-4 (Класс-4 (вид II)) и Евро-5 (класс 5 (вид III)), потребуется дальнейшее увеличение вклада изокомпонентов в баланс товарных моторных топлив.

Таким образом, установка изомеризации легких бензиновых фракций ОАО «АНПЗ ВНК» является по существу стратегическим «бензиновым» процессом, обеспечивающим октановые характеристики суммарного бензинового фонда выпускаемых топлив.

Данные по результатам производственной деятельности блока изомеризации ОАО «АНПЗ ВНК» мощностью 300 тыс.т в год за 1 квартал 2010 года представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Отчет о переработке сырья и выпуске товарной продукции по установке изомеризации за 1 квартал 2010 г.

Количество, по плану фактически Наименование Наименование т нефтепродукто нефтепродукто по кол-во, кол-во, % % в в по плану факту т масс. т масс.

1. Принято в переработку: 2. Получено из переработки:

Риформат легкий Углеводородны 0,00 0,00 1130,00 1,31 1329,00 1, (бок.погон К- й газ 202) Бок. погон К 104 (бензин Отдув ВСГ 0,00 2885,00 26,60 0,03 10,00 0, фр.35-110) Газовый бензин. фр.С5 и Фракция 82195, 84453,20 17353,70 20,10 19758,00 22, выше (куб К- изопентановая 402) Изомеризат 59072,60 68,42 55434,30 64, 85080, Итого: 84453,20 Стабильный 0 0,00 0,00 245,00 0, гидрогенизат Фракция С7 и ВСГ 1889,10 1267,00 7798,00 9,03 8610,00 9, выше Потери технологически 961,40 1,11 961,40 1, 86347,7 е Всего: 86342, Всего: 86342,30 100,00 86347,70 100, Из данных таблицы 1 следует, что установка изомеризации ОАО «АНПЗ ВНК» в полном объёме выполняет производственные задачи по переработки сырья согласно утвержденному плану работ, однако выход изомеризата меньше планового на 4,21 % масс. Отклонение фактического выхода по изомеризату от планового можно объяснить увеличением выхода изопентановой фракции (на 2,78 % масс.), что связано с увеличением содержания изопентана в составе сырья установки (газовый бензин.

фракция С5+ (куб колонны К-402) при незначительном вовлечении (~3,3% масс.) бокового погона К-104 (бензин фр.35-110)). Незначительное повышение выхода фракции С7 и выше на 0,89 % масс., а также повышение выхода углеводородных газов на 0,22 % масс., по сравнению с плановыми показателями, очевидно связано с внеплановым вовлечением в переработку 2885,0 т бокового погона К-104 (бензин фр.35-110), так как известно, что парафиновые углеводороды С7+ в условиях процесса изомеризации легко подвергаются крекингу с образованием С3 и С4, снижая общий выход целевой фракции, некоторая часть углеводородов С7+, которая не подверглась крекингу, изомеризуется с получением смеси углеводородов (фракции С7 и выше) с более низким октановым числом по сравнению с продуктами, получаемыми из углеводородов С5 и С6.

Для проведения процесса изомеризации ОАО «АНПЗ ВНК» имеет благоприятный фракционный и углеводородный состав используемого сырья. Сырьё содержит в основном углеводороды С5-С6 с малым содержанием сернистых соединений (по технологическому регламенту 3-4 ррm). В составе преобладают алканы с невысоким октановым показателем, в том числе н-пентан, 2-метилпентан, 3 метилпентан и н-гексан.

Низкое содержание бутана в сырье (0,5 % масс.) также благоприятный фактор для процесса, так как бутан и более легкие парафины проходят через реактор без изменений, являясь инертными относительно каталитической реакции на цеолитсодержащих катализаторах изомеризации.

На установке низкотемпературной изомеризации Penex происходит полное насыщение бензола, что обеспечивает возможность вовлечения в переработку легкого риформата (Боковой погон К-202). Объёмное расширение, которое происходит при насыщении, способствует увеличению выхода С5+, так как бензол гидрируется в циклогексан, который затем изомеризуется в равновесную смесь метилциклопентана и циклогексана и частично превращается в изопарафины.

Данные по групповому углеводородному составу сырья и продуктов установки изомеризации за 2010 г. представлены в таблице 2.

Данные таблицы 2 показывают, что содержание н-парафинов в полученных жидких продуктах снизилось, по сравнению с сырьём, в зависимости от условий процесса до 11-13 % масс., а изопарафинов возросло до ~84 % масс., что обеспечивает существенный прирост октанового числа изокомпонентов.

В связи с достаточно высоким содержанием изопентана в сырье (26,1% в отчетном периоде, см. таблицу 2), увеличен ресурс изокомпонента после колонны предварительной деизопентанизации фракции С5-С6, что также отмечалось нами ранее при анализе увеличения выхода изопентановой фракции.

Схема с двумя реакторами на установке Penex ОАО «АНПЗ ВНК» позволяет достигать высокой конверсии и снижает затраты, связанные с расходом катализатора.

Реакции изомеризации и гидрирования бензола – обе экзотермичны и протекают с повышением температуры в реакторе. Для условий равновесий необходимо, чтобы температура на входе была бы такой низкой, какой её можно достичь при данной активности катализатора. В схеме с одним реактором это приведет к низкой температуре на входе и низкой скорости изомеризации в части слоя катализатора.

Схема с двумя реакторами ОАО «АНПЗ ВНК» позволяет устанавливать обратный температурный градиент, охлаждая потоки между реакторами. Поэтому первый реактор работает при повышенной температуре, при которой скорости реакции выше.

Это позволяет снижать объем первоначально загружаемого катализатора и уменьшать размеры реакторов. Большая часть реакций изомеризации завершается в первом реакторе при высоких скоростях, а остальные заканчиваются при меньших температурах, используя все преимущества более благоприятного равновесного состояния.

Таблица 2 - Групповой углеводородный состав сырья и продуктов установки изомеризации ОАО «АНПЗ ВНК» за 2010 г.

Групповой углевод. состав, % масс.

норм.

Месяц парафины изопарафины нафтены ароматика олефины Сырье колонны ДИП (100-SN-1) январь 44,4 42,7 12,4 0,6 0, февраль 44,2 42,5 12,9 0,6 0, март 43,2 43,3 13,0 0,6 0, апрель 44,1 44,9 10,6 0,4 0, среднее 44,0 43,4 12,2 0,6 0, Осушенное сырье (200-SN-2) январь 46,5 36,3 16,7 0,6 0, февраль 43,6 36,7 18,9 0,8 0, март 42,7 36,5 20,3 0,5 0, апрель 43,0 40,7 15,9 0,5 0, среднее 44,0 37,6 18,0 0,6 0, Газопродуктовая смесь из реактора (200-SN-3/B) январь 16,6 67,5 16,0 0 февраль 16,5 66,1 17,4 0 март 16,1 63,3 22,0 0 апрель 15,9 69,6 14,4 0 среднее 16,3 66,6 17,5 0,0 0, Изомеризат в парк (200-SN-5) январь 12,0 83,5 4,5 0 февраль 11,3 84,5 4,3 0 март 11,0 84,7 4,3 0 апрель 11,1 84,6 4,3 0 среднее 11,4 84,3 4,4 0 Фракция С7 и выше (200-SN-6) январь 12,3 10,1 77,4 0,2 0, февраль 13,3 12,3 74,3 0,0 0, март 13,9 14,3 71,6 0,0 0, апрель 18,7 17,0 64,1 0,0 0, среднее 14,6 13,4 71,9 0,1 0, При этом важно отметить, что процесс изомеризации в ОАО «АНПЗ ВНК»

протекает без значительного газообразования 1,54 % масс. (таблица 1), что связано с высокой селективностью катализатора, при использовании которого подавляются практически все реакции гидрокрекинга сырья.

Для успешного ведения процесса, в технологии Penex используются два последовательно расположенных реактора с общим количеством катализатора, равномерно распределенным между этими двумя аппаратами. Для изменения относительного рабочего положения двух реакторов и отключения любого из них в целях частичной замены катализатора предусмотрена арматура и трубопроводы. Таким образом, во время того промежутка времени, когда реактор находится в нерабочем состоянии, второй реактор может поддерживать непрерывную работу установки с расчетной производительностью.

Катализатор I-82 отличается наибольшей удельной поверхностью и содержанием хлоридов среди всех катализаторов изомеризации и, следовательно, имеет наивысшие плотность расположения кислотных центров и активность.

Катализатор процесса Penex продемонстрировал крайне низкую тенденцию к коксообразованию, с чем связано отсутствие регенераций катализатора изомеризации в ОАО «АНПЗ ВНК».

Блок деизогексанизации служит в основном для отделения С5 и 2,2 диметилбутана и 2,3- диметилбутана от других изомеров С6 и более тяжелых компонентов, содержащихся в изомеризате. Достоинства применения колонны ДИГ на установке изомеризации ОАО «АНПЗ ВНК» заключаются в том, что колонна обеспечивает дальнейшее облагораживание продукта с повышением ИОЧ до 88,0-90, пунктов. Дополнительные достоинства применения колонны ДИГ становятся очевидны при снижении соотношения компонентов C5/C6 в свежем сырье, поскольку н-С5 не возвращается в реакторный блок на дальнейшую изомеризацию.

Следует особо подчеркнуть, что процесс изомеризации Penex обеспечивает для ОАО «АНПЗ ВНК» большую гибкость в выборе сырья и катализатора, поскольку технологическая схема всего НПЗ может меняться с изменением рыночной конъюнктуры. Такая ситуация может потребовать изменения состава сырья установки изомеризации для достижения оптимальных результатов работы всего предприятия.

УДК 536.66:541.8 Н.В. Гавголенко Ф.А. Бурюкин В.П.Твердохлебов ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ФЕРРОЦЕНИИЛДИКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ В СИСТЕМЕ ВОДА ДИМЕТИЛСУЛЬФОКСИД ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск Определена растворимость ферроценилдикарбоновой кислоты (ФДКК) в смесях воды с диметилсульвоксидом (ДМСО) в зависимости от температуры и мольной доли органического компонента. Выявленные закономерности термодинамики процесса растворения ФДКК объяснены с помощью структурных представлений о составе смешанных растворителей (СР).

Актуальность изучения растворимости ФДКК в СР: вода–ДМСО обусловлена необходимостью развития теории растворов неэлектролитов и получения количественных зависимостей по растворимости различных соединений в сложных системах растворителей. С теоретической точки зрения представляет интерес сопоставление свойств ферроцена, молекула которого гидрофобна со свойствами ацетилферроцена, диацетилферроцена, и ФДКК, полярные группы которых могут вовлекаться в систему водородных связей смешанного растворителя.

Экспериментальная часть Для изучения поведения ФДКК в растворах вода–ДМСО использовали метод изотермического насыщения растворов [1]. Методика определения растворимости ФДКК, а также условия достижения равновесного состояния аналогичны [2].

В качестве метода по определению содержания ФДКК в растворах был выбран достаточно простой в исполнении и точный в определении концентрации растворенного вещества – фотометрический метод.

Результаты и их обсуждение Были проведены политермические определения растворимости ФДКК в диапазоне температур 15–45 (15, 25, 35 и 45 и при различных содержаниях С С) органического компонента в СР.

При анализе данных по растворимости ФДКК в смесях воды с ДМСО, следует отметить, что увеличение содержания органического компонента в СР приводит к повышению растворимости ФДКК для всех температур. С повышением температуры при всех содержаниях органического компонента в составе СР растворимость ФДКК увеличивается, что свидетельствует об эндотермичности этих процессов.

Зависимость растворимости ФДКК (lgS, моль/л) при исследованных температурах можно представить в виде полинома третьей степени:

lgS(дмсо15С)=-2,43+2,06W-3,06W2+3,71W3, (2=6,8210-4) lgS(дмсо25С)=-2,30+1,78W-2,23W2+2,96W3, (2=7,9010-4) lgS(дмсо35С)=-2,01+0,783W-0,277W +1,82W, (2=4,4310-4) 2 lgS(дмсо45С)=-1,92+0,828W-0,696W +1,06W, (2=1,8010-3) 2 где: W – массовая доля органического компонента.

На рисунке 1 представлена зависимость растворимости ацетилферроцена, диацетилферроцена [3], ферроцена [4] и ФДКК (lgS, моль/л) от содержания органического компонента в составе смешанного растворителя вода-ДМСО.

Таким образом, можно отметить более высокую растворимость ФДКК в системе вода-ДМСО по сравнению с ферроценом (почти в 2 раза) в области составов смешанного растворителя богатых водой и в 5 раз при содержании органического компонента более 0,7.

Как видно из рисунка, растворимость ФДКК, ацетилферроцена и диацетилферроцена в воде практически одинакова. Однако с увеличением содержания ДМСО растворимость ФДКК относительно диацетилферроцена значительно возрастает (почти в 2 раза), но существенно меньше растворимости ацетилферроцена.

Подобная зависимость также отмечалось ранее при сравнении растворимости ацетилферроцена, диацетилферроцена и ферроцена в водно-спиртовых и водно ацетоновых растворителях [5].

Повышение растворимости при переходе от ферроцена к ацетилферроцену, при прочих равных условиях, обусловлено введением в гидрофобную молекулу ферроцена полярных групп (ацетильной и карбоксильной). При введении второй полярной группы растворимость, по сравнению с ацетилферроценом, уменьшается. Уменьшение растворимости диацетилферроцена и ФДКК по сравнению с ацетилферроценом связано с большей сольватирующей способностью молекул растворителя по отношению к молекулам ацетилферроцена, меньшим по размеру и поэтому более способным переходить в раствор.

lgS АФ 150С -0, ФДКК - ДАФ Ферроцен -1, - -2, - -3, - Nорг.к.

-4, - 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0, АФ 250С lgS ФДКК ДАФ - Ферроцен - - -4 Nорг.к - 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, lgS АФ 350С 0, ФДКК ДАФ -0, Ферроцен - -1, - -2, - -3, Nорг.к.

- -4, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1, АФ 0, 450С ФДКК lgS ДАФ -0, Ферроцен - -1, - -2, - -3, - Nорг.к.

-4, 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1, Рисунок 1 - Зависимость растворимости ацетилферроцена, диацетилферроцена, ферроцена и ФДКК (lgS, моль/л) от Nорг.к.–мольной доли органического компонента Повышение растворимости в смешанном растворителе вода-ДМСО при переходе от диацетилферроцена и ФДКК к ферроцену в области составов богатых водой также связано с введением в гидрофобную молекулу ферроцена двух полярных групп. При увеличении количества органического компонента различия в растворимости этих соединений существенно уменьшается. На наш взгляд, это связано с тем, что увеличиваются энергетические затраты на образование полости, достаточной для размещения сферически затрудненных и более объёмных молекул ФДКК и диацетилферроцена.

Темпы возрастания растворимости ФДКК в ДМСО максимальны до Nорг.к.

равного 0,65–0,7;

выше Nорг.к.=0,7 растворимость возрастает с меньшей скоростью.

Подобная зависимость отмечалась и ранее при растворении ферроцена, ацетилферроцена и диацетилферроцена в ДМСО и ДМФА [3,4].

Для определения теплот растворения ФДКК в рассматриваемых СР по температурной зависимости lgS от 1/Т были рассчитаны изменения энтальпии Н).( Далее по обычным термодинамическим соотношениям были определены изменения свободной энергии Гиббса (G) и энтропии (S) для растворения ФДКК в изученных СР Изменение энтальпийного и энтропийного вкладов от мольной доли органического компонента имеют экстремальный характер. На рисунках 2 б,в приведены изменения энтальпийного и энтропийного вкладов S) в зависимости от ( мольной доли ДМСО в составе СР.

Изменение свободной энергии Гиббса G) при растворении ФДКК меняется ( достаточно монотонно. Изменения энтальпийного и энтропийного вкладов от мольной доли органического компонента имеют экстремальный характер и связаны с влиянием структурного фактора. Эндотермичный характер процесса растворения ФДКК связан с разрушением кристаллической решетки твердого ФДКК и структуры соответствующего растворителя.

G, H, ТS, кДж/ кДж/ (В) кДж/ (б) 40 моль моль моль (a) 8 Nорг. Nорг.

Nорг.

-2 0 0,2 0,4 0, 0,6 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0 0,2 0,4 0,6 0,8 Рисунок 2 - Зависимость изменений свободной энергии Гиббса (а), энтальпии (б) и величины ТS (в) для процесса растворения ферроценилдикарбоновой кислоты в смесях воды с ДМСО при 25С от Nорг.к.–мольной доли органического компонента Следует отметить, что влияние содержания органического компонента на термодинамические параметры растворения ФДКК в исследуемых СР имеет такой же характер, как и для растворимости производных ферроцена в смешанных водно спиртовых, водно-ацетоновых, водно-ДМСО и водно-ДМФА растворителях [3-5]. Это, по–видимому, свидетельствует об участии исследованных сорастворителей в образовании водородных связей. Однако этот факт требует дополнительных экспериментальных подтверждений.

Таким образом, полученные данные по растворимости ФДКК в смесях воды с ДМСО при различных температурах и составах апротонного растворителя позволяют сопоставить свойства ферроцена, молекула которого гидрофобна со свойствами ацетилферроцена, диацетилферроцена и ФДКК, полярные группы которых могут вовлекаться в систему водородных связей смешанного растворителя. Кроме того, интерпретация данных по растворимости ФДКК в системах ДМСО–Н2О может быть использована для исследований взаимодействий в растворах неэлектролитов.

Библиографический cписок^ Перевалова А.Н., Решетова М.Д., Грандберг К.И. Железоорганические 1.

соединения. Ферроцен. М.:Наука, 1983. 541 с.

Никольский Б.П. и др. Электроды, обратимые к производным ферроцения/ ДАН 2.

СССР. 1969. Т.18, № 6, С. 1324–1327.

Твердохлебов В.П., Фёдоров В.А., Бурюкин Ф.А. Термодинамика растворения 3.

ферроцена в смесях воды с диметилсульфоксидом и диметилформамидом // Изв. вузов.

Химия и хим. технология. 2004. Т.47, вып. 7. С. 38–42.

Твердохлебов В.П., Фёдоров В.А., Бурюкин Ф.А. Растворимость ферроцена в 4.

смесях воды с диметилсульфоксидом и диметилформамидом //Изв. вузов. Химия и хим.

технология. 2004. Т. 44, вып. 4. С. 24–28.

Фабинский П.В. и др. Термодинамика растворения ферроцена и ряда его 5.

производных в смешанных водно-органических растворителях. VIII Международная конференция по химии растворов. Иваново, 2001. Тез.докл., С.286.

УДК 665.733.001.57 Н.В. Гавголенко С.Е. Прошкин И.В. Павлов О.А. Дружинин Д.А. Мельчаков Ф.А. Бурюкин В.П. Твердохлебов МОДЕЛИРОВАНИЕ СХЕМ ПРОИЗВОДСТВА АВТОБЕНЗИНОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск ОАО «АНПЗ ВНК», г. Ачинск Определены возможные и наиболее целесообразные направления развития технологической схемы нефтеперерабатывающего предприятия, обеспечивающей выпуск моторных топлив в соответствие с мировыми экологическими и эксплуатационными требованиями. Выход светлых нефтепродуктов при реализации схемы №1 в целом по заводу составит 86,8 %, а для схемы №2 – 87,2 % при глубине переработки нефти ~96 %.

В целях выполнения требований Технического регламента и дальнейшего увеличения глубины переработки нефти (до 96%) в ОАО «АНПЗ ВНК» разработан комплексный проект развития завода.

Базовыми компонентами при производстве автобензинов в ОАО «АНПЗ ВНК»

являются продукты процесса каталитического риформинга. Риформаты характеризуются низким содержанием серы, но высокой концентрацией ароматических углеводородов (около 70 % об.).

С целью снижения содержания бензола и ароматических углеводородов в товарных бензинах в процессе компаундирования используются компоненты, получаемые на установке изомеризации (изопентановая фракция, изомеризат, фракция С7 и выше).

Для увеличения объемов производства автобензинов при компаундировании в ограниченных количествах используют прямогонный бензин, фракцию 35-110С и газовый бензин (пентан-гексановая фракция).

Структура производства товарных бензинов в 2009 году, с указанием основных усредненных значений показателей качества, представлена в таблице1.

Анализ данных таблицы 1 показывает, что на долю производства высокооктановых бензинов «Регуляр Евро-92» и «Премиум Евро-95», полностью соответствующих требованиям стандарта Евро-3 (класс 3 (вид I) в соответствии с Техническим регламентом), приходится лишь 27 % масс. от общего количества произведенных автобензинов, что свидетельствует о невозможности обеспечения массового производства высококачественных топлив, отвечающих перспективным требованиям Евро-4,-5. В тоже время, выпуск автомобильных бензинов соответствующих стандарту Евро-3 допускается до 31 декабря 2011 г.

Таблица 1 - Структура производства автомобильных бензинов в ОАО «АНПЗ ВНК»

в 2009г. при переработке 7101 тыс.тонн нефти в год % масс.

Содержание Выход, от общего % масс.

ароматика/ О.Ч. тыс.

* ** S, Марка автобензина кол-ва в производстве бензол, ИМ тонн в ppm продукци бензинов % об. год и НПЗ Нормаль-80 22,4/3,5 80,6 40 3,30 16 233, Регуляр-92 36,9/0,9 92,2 50 7,93 37 562, Регуляр Евро- (I вид) 36,2/0,7 92,4 47 2,85 13 202, Премиум Евро- (I вид) 38,1/0,5 95,3 47 2,92 14 207, Товарные бензины: - - - 17,00 80 1205, Прямогонный 5,9/0,1 48,3 42 4,13 20 292, бензин Бензины, всего: - - - 21,13 100 1498, - октановое число по исследовательскому методу;

* -содержание серы.

** Тот факт, что в странах Евросоюза выпуск автомобильных топлив, удовлетворяющих стандарту Евро-3, прекращен с 2005 г., определяет неконкурентоспособность производимых автобензинов при экспорте в страны ЕЭС.

Исходя из возможности вовлечения действующих производственных мощностей ОАО «АНПЗ ВНК» в получение автомобильных топлив, соответствующих перспективным экологическим и эксплуатационным требованиям, а также учитывая проект развития завода, проведено моделирование поточных схем производства автобензинов.

Поточные схемы для производства автомобильных бензинов «Премиум Евро 95» и «Супер Евро-98», удовлетворяющих перспективному стандарту Евро-5 (класс (вид III)), и обеспечивающие выпуск автобензинов по Евро-3 (Класс 3 (вид I)) и Евро- (Класс-4 (вид II)) представлены на рисунках1-2.

При расчете количества промежуточной и товарной продукции по моделируемым схемам №1 и №2 использованы типовые материальные балансы, с учетом характеристик используемого сырья в ОАО «АНПЗ ВНК». Мощность по переработке нефти принята по уровню 2009 года и составляет 7101 тыс.тонн.

Материальный баланс производства базовых компонентов моторных топлив по моделируемым схемам представлен в таблице 2.

Реализация технологической схемы №1 или №2 позволит ОАО «АНПЗ ВНК»

полностью прекратить выпуск низкооктановых бензинов и перейти в полном объеме на выпуск высококачественных автомобильных топлив, отвечающих требованиям стандарта Евро-5 (класс 5 (вид III)).

Основным товарным бензином, выпускаемом на предприятии, будет «Премиум Евро-95», его доля в производстве составит 85,4 % масс. (1382,64 тыс.тонн/год) по схеме №1 или 88,5 % масс. (2127,66 тыс.тонн/год) по схеме №2. На долю бензина «Супер Евро-98» приходится оставшееся количество от общего выпуска автомобильных бензинов.

Рисунок 1 - Моделируемая поточная схема №1 производства автомобильных бензинов в ОАО «АНПЗ ВНК»

Рисунок 2 - Моделируемая поточная схема №2 производства автомобильных бензинов в ОАО «АНПЗ ВНК»

Таблица 2 - Материальный баланс моделируемого производства автомобильных бензинов Выход Компоненты автобензинов тыс. тонн/год % масс.

схема № Риформат 773,33 48, Изопентановая фракция 93,03 5, Изомеризат 640,99 39, Фракция С7+ 35,95 2, Фракция нормального бутана 59,41 3, Всего: 1602,71 100, Октаноповышающие добавки и присадки 16,76 Итого товарных бензинов: 1619,47 схема № Риформат 752,72 32, Изопентановая фракция 84,95 3, Изомеризат 537,63 23, Легкий алкилат 120,79 5, Бензин каталитического крекинга 650,17 28, Фракция С7+ 58,93 2, Фракция нормального бутана 85,00 3, Всего: 2290,19 100, Октаноповышающие добавки и присадки 113,70 Итого товарных бензинов: 2403,89 Необходимо отметить, что выход светлых нефтепродуктов при реализации схемы №1 в целом по заводу составит 86,8 %, а для схемы №2 – 87,2 % при глубине переработки нефти ~96 %.

При реализации схемы №2 одним из компонентов топлив является легкий алкилат (алкилбензин) продукт установки алкилирования, являющийся «идеальным»

компонентом при компаундировании бензинов. Алкилат в полном объеме предлагается использовать при смешении автобензина «Супер Евро-98». По схеме №2 значительную долю в общем количестве товарных бензинов составляет бензин каталитического крекинга. Этим технологическим решением обусловлено снижение содержания изомеризата и изопентана в товарном бензине «Премиум Евро-95».

Количество риформата в товарных бензинах снижается, что связано с экологическими требованиями по содержанию ароматических углеводородов (не более 35 % об.) и, в частности, бензола (не более 1 % об.) в моторных топливах.

При сравнении схем необходимо отметить, что при развитии ОАО «АНПЗ ВНК»

по схеме №2 увеличится доля вовлекаемых в топливо октаноповышающих добавок (смесь МТБЭ и ММА) до 4,73 % масс., что обусловлено значительным увеличением объема производства автобензинов и невозможностью обеспечения октанового числа в 95 пунктов для бензина «Премиум Евро-95» без вовлечения данных добавок. При смешении имеющихся в наличие компонентов без вовлечения присадок октановое число (ИМ) компаундированного бензина составит ~93,5 пунктов. Необходимо отметить, что при производстве автобензина «Супер Евро-98» по бензиновой схеме №1, доля высокооктановых добавок – 7,1 % масс., но в связи с небольшим объемом производства данного вида топлива, суммарное количество присадок для общего производства товарных бензинов составляет чуть больше 1 % масс.

Преимущество «бензиновой» схемы №1 заключается в более низких капитальных вложениях на развитие ОАО «АНПЗ ВНК», по сравнению с бензиновой схемы №2 и в более коротких сроках реализации проекта. В свою очередь, «бензиновая» схема №2 позволяет выпускать больше на 48 % масс.

высококачественных автомобильных топлив, в том числе «Супер Евро-98» с хорошо сбалансированным компонентным составом.

Модернизация технологической схемы ОАО «АНПЗ ВНК» по предлагаемым вариантам развития позволит:

Улучшить эксплуатационные и экологические свойства товарных 1.

автомобильных бензинов до полного соответствия перспективным требованиям Технического регламента, что позволит избежать штрафных санкций за выпуск топлива, несоответствующего нормативным документам.

Увеличить глубину переработки нефти за счет сокращения производства мазута 2.

и получения дополнительного количества светлых нефтепродуктов.

Увеличить долю автомобильных бензинов в общем объеме произведенной 3.

продукции (на 34,4 % масс. по схеме №1 и на 99,4 % масс. по схеме №2 по сравнению с действующим производством) и, как следствие, получить прибыль за счет реализации дополнительного количества высококачественной продукции.

Таким образом, в результате проведенного моделирования технологических схем производства автомобильных бензинов, определены возможные и наиболее целесообразные направления развития технологической схемы ОАО «АНПЗ ВНК» для обеспечения выполнения требований Технического регламента и повышения конкурентоспособности продукции предприятия на отечественном и зарубежных рынках нефтепродуктов.

УДК 547.514.721 Т.Ш. Миннахметов Н.В. Андриевская Б.В. Поляков ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ БИС(АЦЕТОАЦЕТИЛ)ФЕРРОЦЕНА И СВОЙСТВ СОЕДИНЕНИЙ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ЕГО ОСНОВЕ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Исследована реакция взаимодействия бис(ацетоацетил)ферроцена с боргидридом натрия, а так же реакция 1,1'-(1,3-бутилдиол)ферроценилена с эпихлоргидрином. Отмечены особенности и закономерности протекания реакций в условиях щелочного катализа. Изучена каталитическая активность полученных соединений в процессах вулканизации резиновых смесей на базе бутадиен-нитрильного каучука СКН-26 АМН.

Наличие ацетоацетильных заместителей в обоих циклопентадиельных кольцах ферроцена дает обширные возможности для модификации ферроценильных производных. Бис(ацетоацетил)ферроцен содержит в своей структуре четыре карбонильных группы, которые могут взаимодействовать с различными органическими заместителями [1].



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 11 |
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.