Бадикова, Альбина Дарисовна. Разработка комплексных технологий переработки серосодержащих отходов нефтеперерабатывающих производств с получением целевых продуктов

Краткое описание

Бадикова, Альбина Дарисовна. Разработка комплексных технологий переработки серосодержащих отходов нефтеперерабатывающих производств с получением целевых продуктов : диссертация ... доктора технических наук : 05.17.07 / Бадикова Альбина Дарисовна; [Место защиты: ГОУВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет"].- Уфа, 2013.- 261 с.: ил.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ. ВЫСШЕГО
ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРИТЕТ»
05201351325
ВАДИКОВА АЛЬБИНА ДАРИСОВНА
РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
ПЕРЕРАБОТКИ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ
С ПОЛУЧЕНИЕМ ЦЕЛЕВЫХ ПРОДУКТОВ
05.17.07 - Химическая технология топлива
и высокоэнергетических веществ
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени
доктора технических наук
Научный консультант доктор химических наук профессор
Кудашева Ф.Х.
Уфа-2013 
Содержание
Введение
Глава 1 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНОВ 6
И
1.1 Серосодержащий отход процесса получения алкилатов 11
1.2 Способы переработки отработанной серной кислоты процесса получения алкилбензинов 13
1.3 Характеристика сырья, реагентов и методы их анализа, методики эксперимента получения минеральных солей из сернокислотного отхода процесса получения алкилбензинов 23
1.3.1 Методика анализа группового углеводородного состава органической составляющей, выделенной в процессе получения сульфатов аммония и натрия из сернокислотного отхода 24
1.3.2 Методика переработки сернокислотного отхода процесса получения алкилбензинов с выделением целевого продукта сульфата аммония 25
1.3.3 Методика переработки сернокислотного отхода процесса получения алкилбензинов с выделением целевого продукта сульфата натрия 26
1.4 Разработка технологических закономерностей процесса переработки сернокислотного отхода процесса получения алкилбензинов 26
1.4.1 Материальные балансы получения сульфатов аммония и натрия натрия из сернокислотного отхода процесса получения алкилбензинов 43
1.5 Технологические аспекты переработки сернокислотного отхода процесса получения алкилбензинов 52
1.6 Характеристика и состав органической составляющей сернокислотного отхода 54

1.7 Разработка технологий переработки органической составляющей, выделенной в процессе получения сульфатов аммония и натрия из сернокислотного отхода 56
1.8 Оценка воздействия органической составляющей отрабо¬танной серной кислоты сернокислотного алкилирования изоалканов алкенами на окружающую природную среду 71
Глава 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОСУЛЬФИДА НАТРИЯ НА ОСНОВЕ СУЛЬФИДНО-ЩЕЛОЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОД 76
2.1 Образование и характеристика состава сульфидно¬щелочных стоков нефтеперерабатывающих заводов 76
2.2 Промышленные методы переработки сульфидно-щелочных сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий 80
2.2.1 Обезвреживание сульфидно-щелочных стоков жидкофазным окислением кислородом воздуха 92
2.3 Состав промышленных сульфидно-щелочных стоков 99
2.3.1 Аналитический контроль сырья, некоторых реагентов, продуктов процесса 99
2.3.2 Методика получения гидросульфида натрия из сульфидно-щелочных стоков 101
2.4 Закономерности получения гидросульфида натрия из сульфидно-щелочных стоков 103
2.4.1 Жидкофазное окисление сульфидно-щелочных стоков с предварительной нейтрализацией раствором технической серной кислоты 106
2.4.2 Жидкофазное окисление сульфидно-щелочных стоков с предварительной нейтрализацией раствором отработанной серной кислоты процесса алкилирования изоалканов алкенами 114
2.4.3 Использование коагулянтов в процессе переработки сульфидно-щелочных стоков 118

2.5 Технологические аспекты переработки сульфидно¬щелочных стоков 127
Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ
АДГЕЗИОННЫХ ДОБАВОК К БИТУМУ НА ОСНОВЕ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ И ЭЛЕМЕНТАРНОЙ СЕРЫ 134
3.1 Формирование отхода при получении терефталевой кислоты 134
3.2 Способы утилизации и регенерации твердого отхода производства терефталевой кислоты 147
3.3 Характеристика объектов исследований, реагентов и вспомогательных веществ 156
3.4 Методика получения алкидных смол на основе отхода производства терефталевой кислоты 158
3.4.1 Аналитический контроль сырья, реагентов, продуктов Процесса 160
3.5 Разработка физико-химических основ технологии переработки отхода производства терефталевой кислоты с получением алкидных смол 160
3.6 Исследование закономерностей процесса получения алкидных смол на основе отхода производства терефталевой кислоты 163
3.7 Технологическое оформление процесса получения алкидных смол на основе твердого отхода производства терефталевой кислоты 171
3.8 Изучение возможности практического использования алкидных смол полученных на основе твердого отхода производства терефталевой кислоты 173
3.8.1 Исследование ингибирующих свойств алкидных смол и получение композиций ингибиторов коррозии на их основе 173
3.8.2 Изучение влияния алкидных смол на адгезионные свойства битума 179

Глава 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ХРОМЛИГНОСУЛЬФОНАТНЫХ БУРОВЫХ РЕАГЕНТОВ С ВОВЛЕЧЕНИЕМ СЕРЫ ЭЛЕМЕН- 189
ТАРНОЙ И СЕРНИСТО-ЩЕЛОЧНЫХ СТОКОВ
4.1 Характеристика хромлигносульфонатов натрия, способы их получения, сырьевые источники 189
4.2 Влияние состава исходного лигносульфоната натрия на качественные характеристики получаемого хромлигно- сульфоната натрия
4.3 Окислительно-восстановительные свойства
хромлигносульфонатов 193
4.4 Усовершенствование технологии процесса получения
хромлигносульфонатных буровых реагентов 194
4.5 Характеристика объектов исследований, реагенты и
вспомогательные вещества 197
4.6 Методика получения хромлигносульфоната натрия с
возвратом хромсодержащего стока в цикл 198
4.7 Методика получения хромлигносульфоната натрия с
использованием серосодержащих отходов 200
4.8 Методики анализа хромлигносульфоната натрия ^QQ
4.9 Совершенствование принципиальной технологической
схемы получения хромлигносульфоната натрия 205
4.10 Технологические аспекты применения схемы получения
хромлигносульфоната натрия с введением серосодержащих отходов
Выводы 244
Список литературы

Список литературы

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Разработаны научные основы переработки серосодержащих отходов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств: отработанной серной кислоты процесса алкилирования изоалканов алкенами, сульфидно¬щелочных стоков и элементарной серы.
2. Предложено отработанную серную кислоту процесса алкилирования изоалканов алкенами использовать в качестве сырья для получения сульфатов аммония и натрия с выделением органической составляющей.
3. Разработана принципиальная технологическая схема и установлены условия получения сульфатов аммония и натрия: с примением экстрагентов этилового спирта технического и смеси «этиловый спирт технический: ацетон» в массовом соотношении «H2SO4OTp. ■ Экстрагент» - «1 : 1», «H2SO4oTp.: 25 % NH4OH» - «1 : 2», «H2SO4OTp. : 10 % NaOH» - «1 : 2», температура 50-75 °C.
4. На основе результатов исследования физико-химических свойств и химического состава органической составляющей, предложено ее использовать для получения целевых продуктов: составов для нефтевытеснения, топливных композиций, сырьевых смесей для производства технического углерода и технического моющего средства для очистки сырьевых резервуаров производства технического углерода от асфальтосмолистых парафиновых отложений.
5. Изучен химический состав сульфидно-щелочных стоков с применением современных физико-химических методов анализа. Установлено, что содержание соединений сульфидной серы варьирует в широком интервале концентраций 5000-20000 мг/л, нефтепродуктов - 600- 800 мг/л, фенолов - 300-570 мг/л, ХПК - 50000-75000 мг/л О2.
6. Усовершенствован способ жидкофазного окисления высоко¬концентрированных сульфидно-щелочных стоков нефтеперерабатывающих предприятий, отличающийся от известного, введением в схему стадии нейтрализации стоков отработанной серной кислотой с получением товарного гидросульфида натрия (27 % масс.) и последующим окислением стока на катализаторе полифталоцианине кобальта.
7. Определены технологические условия получения гидросульфида натрия (27 % масс.): массовое соотношение «H2SO4oTp : сульфидно-щелочной сток» - «1 : (1-15)», концентрация отработанной серной кислоты - 75-86 % масс., температура 55-60 °C.
8. Разработан способ получения хромлигносульфонатных буровых реагентов ХЛС-М и XJIC-S на основе лигносульфоната натрия с введением элементарной серы и сульфидно-щелочных стоков с содержанием соединений серы до 0,2-2 % масс, и возвратом хромсодержащего сточного потока в цикл. Опытные образцы характеризуются высокими значениями показателя разжижения до 56-58 %, показателем фильтрации 18-18,5 см3, что позволяет их использование при повышенных температурах.
9. Впервые определен окислительно-восстановительный потенциал образцов хромлигносульфонатных реагентов ХЛС-М и ХЛС-S и промышленного аналога характеризующий ингибирующие способности буровых реагентов.
10. Разработана технология получения адгезионных добавок на основе отхода терефталевой кислоты и элементарной серы с использованием многоатомных спиртов. Битумные композиции с введением 1-2,5 % адгезионной добавки характеризуются температурой размягчения до 53 °C, температурой хрупкости до -25 °C, адгезией по ГОСТ 11508-74 и высокой термостойкостью.