RU2462500C2 - Method of speedy destruction of oil residues and contaminations - Google Patents

Method of speedy destruction of oil residues and contaminations Download PDF

Info

Publication number
RU2462500C2
RU2462500C2 RU2010149307/05A RU2010149307A RU2462500C2 RU 2462500 C2 RU2462500 C2 RU 2462500C2 RU 2010149307/05 A RU2010149307/05 A RU 2010149307/05A RU 2010149307 A RU2010149307 A RU 2010149307A RU 2462500 C2 RU2462500 C2 RU 2462500C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
sorbents
oil
destruction
tar
Prior art date
Application number
RU2010149307/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010149307A (en
Inventor
Марк Вениаминович Цодиков (RU)
Марк Вениаминович Цодиков
Саламбек Наибович Хаджиев (RU)
Саламбек Наибович Хаджиев
Маргарита Алексеевна Передерий (RU)
Маргарита Алексеевна Передерий
Хусаин Магамедович Кадиев (RU)
Хусаин Магамедович Кадиев
Андрей Валерьевич Чистяков (RU)
Андрей Валерьевич Чистяков
Борис Иванович Мартынов (RU)
Борис Иванович Мартынов
Григорий Игоревич Константинов (RU)
Григорий Игоревич Константинов
Владимир Петрович Марин (RU)
Владимир Петрович Марин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)
Priority to RU2010149307/05A priority Critical patent/RU2462500C2/en
Publication of RU2010149307A publication Critical patent/RU2010149307A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2462500C2 publication Critical patent/RU2462500C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method involves adsorption of carbonic sorbents in pores and treatment by microwave radiation in gas flow. As gases Ar or CO2 are used, as carbonic sorbents - sorbents chosen from the following are used: brown coal, gas coal, linen shover or wood residual with dielectric loss factor equal to or above 8. Treatment by microwave radiation is performed under stimulated temperature 300-600°C during 5-10 min till product of destruction gas is obtained with dominance of H2 in it.
EFFECT: accelerating and simplifying destructive refinement of petroleum products of technogenic effluent and industrial wastes producing low-price high energy hydrogen-bearing gas, simplifying control of destruction process and monitoring of destruction ingredients.
2 cl, 3 dwg, 6 tbl, 18 ex

Description

Изобретение относится к области нефтяной, нефтехимической, газовой, химической промышленности и к области охраны окружающей среды, и более конкретно, к способам утилизации нефтяных остатков и загрязнений, удаленных с водной или твердой поверхностей, а также из сточных вод, и может быть использовано для осуществления природоохранных мероприятий с получением ценных энергоносителей.The invention relates to the field of oil, petrochemical, gas, chemical industry and the field of environmental protection, and more specifically to methods for the disposal of oil residues and contaminants removed from water or solid surfaces, as well as from wastewater, and can be used for environmental measures to obtain valuable energy.

Разработка эффективных способов утилизации нефтяных остатков и загрязнителей является одной из важнейших экологических проблем современности. Нефтяная и нефтехимическая промышленность по масштабам и степени воздействия на природную среду относятся к числу отраслей, обладающих исключительно высокой экологической опасностью, что в большей степени объясняется привнесением в природную среду вредных углеводородных загрязнителей. Среди них наибольшую опасность представляют сырая нефть, нефтешламы, гудроны и другие вредные и токсичные вещества [1, 2].The development of effective methods for the disposal of oil residues and pollutants is one of the most important environmental problems of our time. The oil and petrochemical industry in terms of the extent and degree of impact on the environment are among the industries with extremely high environmental hazard, which is largely due to the introduction of harmful hydrocarbon pollutants into the environment. Among them, the greatest danger is crude oil, oil sludge, tar and other harmful and toxic substances [1, 2].

Известно, что огромные объемы нефти и нефтепродуктов ежегодно выливаются при авариях на нефтепромыслах, нефтехранилищах, нефтепроводах, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах, а также на объектах потребления нефтепродуктов - морских и речных портах, железнодорожных узлах, автохозяйствах, АЗС и т.д. [3].It is known that huge volumes of oil and oil products are poured annually in the event of accidents at oil fields, oil storages, oil pipelines, oil refineries and petrochemical plants, as well as at oil products consumption facilities - sea and river ports, railway junctions, auto farms, gas stations, etc. [3].

Из отходов нефтеперерабатывающей промышленности наиболее многочисленными являются нефтешламы, на втором месте - гудроны, включая прямогонный гудрон - остаток после прямой перегонки нефти на горючие и смазочные компоненты и кислый гудрон - многотоннажный трудноутилизируемый отход нефтеперерабатывающей промышленности, образующийся при очистке масел (трансформаторных, конденсаторных, медицинских, парфюмерных и др.) концентрированной серной кислотой или олеумом. Кислый гудрон разной степени кислотности сбрасывают в пруды-накопители, где с течением времени происходит вымывание кислоты атмосферными осадками, а также выделение SO2 и SO3, в результате чего загрязняются водный и воздушный бассейны. Пруды занимают большие площади, содержащие многие тысячи тонн отходов, их общая масса в России и за рубежом достигает миллионов тонн, при этом кислые гудроны фильтруются сквозь почву, попадая в источники водоснабжения, что представляет реальную угрозу для населения. Поэтому решение проблемы утилизации гудрона будет способствовать созданию безотходного производства и охране окружающей среды [4].Oil sludge is the most abundant in terms of oil sludge, followed by tars, including straight-run tar, the remainder after direct distillation of oil into combustible and lubricating components, and acid tar, which is a large-tonnage hard-to-recycle waste from the oil refining industry resulting from the refining of oils (transformer, condenser, medical, perfumes, etc.) concentrated sulfuric acid or oleum. Acid tar of varying degrees of acidity is discharged into storage ponds, where over time acid is washed out by atmospheric precipitation, and also SO 2 and SO 3 are released , as a result of which water and air pools become polluted. Ponds occupy large areas containing many thousands of tons of waste, their total mass in Russia and abroad reaches millions of tons, while acidic tar is filtered through the soil, falling into water sources, which poses a real threat to the population. Therefore, solving the problem of tar disposal will contribute to the creation of waste-free production and environmental protection [4].

Все отмеченное выше обусловливает высокую актуальность разработки процессов исчерпывающей деструкции нефтяных остатков и загрязнений, как одной из составляющей важнейших проблем сегодняшнего дня - проблемы разработки эффективных подходов к утилизации техногенных выбросов и промышленных отходов.All of the aforementioned makes the development of exhaustive destruction of oil residues and pollution processes highly urgent, as one of the most important problems of today - the problem of developing effective approaches to the disposal of industrial emissions and industrial wastes.

Известно, что наиболее эффективным, широко используемым методом фиксации и поглощения нефтепродуктов при очистке поверхности акваторий от нефтяных разливов, а также при очистке загрязненных почв и других твердых поверхностей является сорбция углеродными сорбентами, полученными на основе ископаемого угля, а также возобновляемой биомассы, по известным технологиям [5-8]. Образовавшийся при этом конгломерат «сорбент-нефтепродукт» чаще всего сжигают в котельных установках.It is known that the most effective, widely used method of fixing and absorbing oil products when cleaning the surface of water areas from oil spills, as well as when cleaning contaminated soils and other solid surfaces, is sorption by carbon sorbents based on fossil coal, as well as renewable biomass, using known technologies [5-8]. The resulting sorbent-oil product conglomerate is most often burned in boiler plants.

Известен метод очистки загрязненной водной поверхности с использованием гидрофобных углеродных сорбентов, которыми обрабатывают загрязненную поверхность воды, описанный в RU №2160632, B01J 20/20, С01В 31/08, 20.12.2000.A known method of cleaning a contaminated water surface using hydrophobic carbon sorbents that treat a contaminated water surface, described in RU No. 2160632, B01J 20/20, C01B 31/08, 20.12.2000.

Известно использование для очистки жидких сред от нефти и нефтепродуктов сорбента, являющегося продуктом термообработки лузги зерен риса (RU №2259875, B01J 20/24, C02F 1/28, 10.09.2005).It is known to use sorbent for cleaning liquid media from petroleum and petroleum products, which is a product of heat treatment of husk of rice grains (RU No. 2259875, B01J 20/24, C02F 1/28, 09/10/2005).

Также известно использование для очистки воды от нефтепродуктов сорбента, содержащего обуглероженную льняную костру и сапропель (RU №2198987, Е02В 15/04, C02F 1/28, B01J 20/22, В09С 1/00, 20.02.2003).It is also known to use a sorbent for the purification of water from petroleum products containing carbonized flaxseed fire and sapropel (RU No. 2198987, ЕВВ 15/04, C02F 1/28, B01J 20/22, В09С 1/00, 02/20/2003).

Общим недостатком описанных способов является возникающая проблема сбора и утилизации сорбентов после адсорбции нефтяных продуктов, а также деструкции самих адсорбированных нефтяных продуктов.A common disadvantage of the described methods is the emerging problem of collection and disposal of sorbents after adsorption of oil products, as well as the destruction of the adsorbed oil products themselves.

Известен способ удаления и деструкции нефтяных загрязнений из воды и почвы, в котором загрязнения адсорбируют измельченным углем, например бурым, после чего подвергают деструкции с помощью микроорганизмов (DE 4303842, A62D 3/00, C02F 1/28, C12S 9/00, C09K 3/32, Е02В 15/04, 17.02.1994).A known method of removing and degrading oil pollution from water and soil, in which the pollution is adsorbed by ground coal, for example brown, and then subjected to destruction by microorganisms (DE 4303842, A62D 3/00, C02F 1/28, C12S 9/00, C09K 3 / 32, EB02B 15/04, 02.17.1994).

Недостатком данного способа является его сложность и длительность (несколько суток и более), связанная с необходимостью культивирования микроорганизмов.The disadvantage of this method is its complexity and duration (several days or more) associated with the need to cultivate microorganisms.

В этом же источнике указана возможность сжигания адсорбированных загрязнений, но лишь для случая удаления их с твердых гладких поверхностей, таких как бетонные и асфальтовые покрытия, тогда как при авариях наиболее важной задачей является очистка водоемов и загрязненных почв.The same source indicates the possibility of burning adsorbed contaminants, but only for the case of removing them from hard smooth surfaces, such as concrete and asphalt coatings, while in case of accidents the most important task is to clean water bodies and contaminated soils.

Кроме того, в обоих случаях подвергнутые деструкции нефтяные загрязнения не используют в дальнейшем как полезные продукты и их состав не регулируют.In addition, in both cases, the degraded oil pollution is not used in the future as useful products and their composition is not regulated.

Наиболее близким к предложенному изобретению является способ скоростной деструкции нефтяных остатков и загрязнений, включающий их адсорбцию в порах углеродных сорбентов и обработку сверхвысокочастотным излучением при индуцированной температуре 200-1200°С менее 1 мин в потоке инертного газа (RU №2381256, C10G 15/08, C10G 25/00, C10G 25/08, C10G 32/02, B01J 19/08, 10.02.2010). Известный способ позволяет провести скоростную обработку нефтяных остатков с получением легких углеводородов, но не дает возможности получить в качестве продуктов деструкции синтез-газ, в котором преобладают водород и, в меньшей степени, СО.Closest to the proposed invention is a method for the rapid destruction of oil residues and contaminants, including their adsorption in the pores of carbon sorbents and treatment with microwave radiation at an induced temperature of 200-1200 ° C for less than 1 min in an inert gas stream (RU No. 2381256, C10G 15/08, C10G 25/00, C10G 25/08, C10G 32/02, B01J 19/08, 02/10/2010). The known method allows high-speed processing of oil residues with the production of light hydrocarbons, but does not make it possible to obtain synthesis gas in which hydrogen and, to a lesser extent, CO, are used as degradation products.

Задача предлагаемого изобретения заключается в разработке способа скоростной деструкции нефтяных остатков и загрязнений, позволяющего быстро и эффективно утилизировать нефтяные остатки и загрязнения - продукты техногенных выбросов, катастроф и промышленных отходов - с получением водородсодержащего газа.The objective of the invention is to develop a method for the rapid destruction of oil residues and contaminants, which allows you to quickly and efficiently dispose of oil residues and contaminants - products of industrial emissions, disasters and industrial wastes - with the production of hydrogen-containing gas.

Поставленная задача решается тем, что предложен способ высокоскоростной деструкции нефтяных остатков и загрязнений, включающий их адсорбцию в порах углеродных сорбентов и обработку сверхвысокочастотным излучением в потоке газа, в качестве которого используют Ar или CO2, в качестве углеродных сорбентов - сорбенты, выбираемые из ряда: сорбенты из бурого угля, газового угля, костры льна или древесных отходов. Указанную обработку проводят при индуцированной температуре 300-600°С в течение 5-10 мин до получения в качестве продукта деструкции газа, в составе которого преобладает H2.The problem is solved in that a method for the high-speed destruction of oil residues and contaminants is proposed, including their adsorption in the pores of carbon sorbents and treatment with microwave radiation in a gas stream, which use Ar or CO 2 , as carbon sorbents - sorbents selected from the following range: sorbents from brown coal, gas coal, flax bonfires or wood waste. The specified treatment is carried out at an induced temperature of 300-600 ° C for 5-10 minutes to obtain a gas destruction product, in the composition of which H 2 prevails.

Согласно предлагаемому способу в качестве углеродных сорбентов используют сорбенты, обладающие тангенсом угла диэлектрических потерь, равным выше 8.According to the proposed method, as carbon sorbents, sorbents are used having a dielectric loss tangent of higher than 8.

Технический результат, который может быть получен от использования предлагаемого изобретения, заключается в:The technical result that can be obtained from the use of the invention is:

- быстром и эффективном получении дешевого высококалорийного водородсодержащего газа из нефтяных продуктов техногенных выбросов, катастроф и промышленных отходов;- fast and efficient production of cheap high-calorie hydrogen-containing gas from oil products of industrial emissions, disasters and industrial wastes;

- возможности управлять процессом деструкции и получать продукты деструкции того или иного состава путем выбора потока газа (Ar или CO2).- the ability to control the degradation process and to obtain degradation products of one or another composition by choosing a gas stream (Ar or CO 2 ).

С целью определения пригодности углеродных сорбентов (УС) различной природы для высокоскоростной переработки нефтяных отходов и загрязнений тестировали ряд типовых УС, применяемых для сорбции углеводородов, на способность поглощать сверхвысокочастотное излучение. Для этого исследовали кинетику разогрева образцов УС при установленных оптимальных условиях облучения: плотность тока I=200 мA, мощность 540 Вт [9]. Для исследований использовали углеродные сорбенты: мелкодисперсные из древесных отходов (СДО)* и костры льна (СКЛ) [5-6]; сферический из газового угля (СГС) и дробленый (неправильная форма частиц) из бурого угля (СБД) [7, 8].In order to determine the suitability of carbon sorbents (CM) of various nature for high-speed processing of oil waste and pollution, a number of typical CMs used for sorption of hydrocarbons were tested for their ability to absorb microwave radiation. To this end, the kinetics of heating the US samples under the established optimal irradiation conditions was studied: current density I = 200 mA, power 540 W [9]. For research, carbon sorbents were used: finely dispersed from wood wastes (SDO) * and flax bonfires (SCR) [5-6]; spherical from gas coal (GHS) and crushed (irregular particle shape) from brown coal (SBD) [7, 8].

В табл.1 представлена характеристика пористой структуры исследуемых сорбентов, их насыпная плотность, зольность, содержание железа в минеральной части и электрофизические характеристики:Table 1 presents the characteristics of the porous structure of the studied sorbents, their bulk density, ash content, iron content in the mineral part and electrophysical characteristics:

диэлектрическая проницаемость (ε) и тангенс угла диэлектрических потерь (tg δ).dielectric constant (ε) and dielectric loss tangent (tan δ).

Таблица 1.Table 1. Физико-химические и структурные характеристики УСPhysicochemical and structural characteristics of CSS № образцаSample No. Обозначение УСCSS designation Ad, %A d ,% γ, г/см3 γ, g / cm 3 Объем пор, см3Pore volume, cm 3 / g εε tg δtg δ VΣ V Σ WsWs VмаVma 1one СДОFROM TO 2.52.5 0.220.22 1.291.29 0.270.27 1.021.02 2.102.10 8,608.60 22 СКЛSCR 13.413.4 0.160.16 2.522.52 0.230.23 2.292.29 2.072.07 9.009.00 33 СГСGHS 25.125.1 0.430.43 0.970.97 0.480.48 0.490.49 1.861.86 12.7212.72 4four СБДSBD 24.024.0 0.340.34 1.001.00 0.470.47 0.530.53 3.313.31 9.439.43 Обозначения:Designations: СДО - сорбент из древесных отходов (стружка, опилки в любом соотношении) и порода дерева не влияют на качество сорбента СДО [5];SDO - sorbent from wood waste (shavings, sawdust in any ratio) and wood species do not affect the quality of the sorbent SDO [5]; СКЛ - сорбент из костры льна;SKL - sorbent from flax bonfire; СГС - сорбент из газового угля, сферический; СБД - сорбент из бурого угля, дробленый; Ad - зольность; γ - насыпная масса;GHS - sorbent from gas coal, spherical; SBD - brown coal sorbent, crushed; A d is the ash content; γ is the bulk density; VΣ - суммарный объем пор; Ws - объем сорбирующих пор; Vма - объем макропор; ε - диэлектрическая проницаемость; tg δ - тангенс угла диэлектрических потерь.V Σ is the total pore volume; Ws is the volume of sorbing pores; Vma is the volume of macropores; ε is the dielectric constant; tan δ is the dielectric loss tangent.

Нами было установлено, что структура пор и состав углеродных сорбентов в значительной степени оказывают влияние на уровень поглощения сверхвысокочастотного излучения. Динамика разогрева УС существенно зависит от наличия пор определенной структуры и содержания минеральных примесей (зольности) [10]. В зависимости от структуры, плотности и зольности углеродные сорбенты имеют разные электрофизические показатели.We found that the structure of pores and the composition of carbon sorbents significantly affect the level of absorption of microwave radiation. The dynamics of US heating significantly depends on the presence of pores of a certain structure and the content of mineral impurities (ash) [10]. Depending on the structure, density and ash content, carbon sorbents have different electrophysical parameters.

Как видно из табл.1, снижение сорбирующих пор (Ws) и зольности (Ad) резко снижает диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь сорбентов, что обусловливает снижение их способности к поглощению сверхвысокочастотного излучения.As can be seen from Table 1, a decrease in sorbing pores (Ws) and ash content (A d ) sharply reduces the dielectric constant and the tangent of the dielectric loss angle of sorbents, which leads to a decrease in their ability to absorb microwave radiation.

Кинетика разогрева УС при обработке сверхвысокочастотным излучением при плотности тока 200 мА и мощности облучения по сечению реактора до 4 мВт приведена в табл.2.The kinetics of US heating during processing by microwave radiation at a current density of 200 mA and irradiation power over the reactor cross section up to 4 mW are given in Table 2.

Таблица 2.Table 2. Кинетика разогрева УС при обработке сверхвысокочастотным облучениемKinetics of the heating of the US when processing microwave radiation № образца, обозначениеSample number, designation Температура, °С за время разогрева, сTemperature, ° С during warm-up, s 55 1010 15fifteen 20twenty 2525 30thirty №1, СДОNo. 1, SDO 8080 190190 310310 420420 520520 610610 №2, СКЛNo. 2, SCR 100one hundred 210210 330330 440440 560560 630630 №3, СГСNo. 3, GHS 380380 500500 610610 700700 810810 920920 №4, СБДNo. 4, SBD 500500 660660 760760 830830 820820 940940

Как видно из результатов таблицы, сорбенты №3 и №4 с высокими электрофизическими показателями за 25-30 с обработки сверхвысокочастотным излучением разогреваются до 800-950°С. Мелкодисперсные сорбенты из древесных отходов (обр. №1) и из костры льна (обр. №2), характеризующиеся значительно более низкими электрофизическими показателями, при обработке сверхвысокочастотным излучением в течение 30 с разогреваются только до 610 и 630°С соответственно.As can be seen from the results of the table, sorbents No. 3 and No. 4 with high electrophysical indices for 25-30 s of microwave treatment are heated to 800-950 ° C. Finely dispersed sorbents from wood waste (Sample No. 1) and from flax fire (Sample No. 2), characterized by significantly lower electrophysical indicators, are heated only up to 610 and 630 ° C, respectively, during microwave treatment for 30 s.

Приведенные в табл.1 и 2 данные наглядно показывают, что углеродные сорбенты, полученные из бурого и газового углей, с развитой структурой сорбирующих пор и высокой зольностью обладают высокой способностью к поглощению сверхвысокочастотного излучения. Было установлено, что за первые 5 с в порах этих сорбентов протекают нестационарные пробойные явления, вызывающие образование нестационарной плазмы.The data given in Tables 1 and 2 clearly show that carbon sorbents obtained from brown and gas coals with a developed sorbing pore structure and high ash content have a high ability to absorb microwave radiation. It was found that in the first 5 s, unsteady breakdown phenomena occur in the pores of these sorbents, which cause the formation of unsteady plasma.

В процессе нестационарного пробоя в течение 10-15 мин происходит деструкция устойчивых металлокомплексных и органических соединений [11]. Макро- и крупные мезопоры представляют собой псевдоконденсаторы, в объеме которых зарождаются нелинейные пробойные явления [10]. В неравновесных условиях пробойных явлений при индуцированном нагреве до температур 300-600°С разложение органических субстратов, адсорбированных в микро- и мезопорах, происходит значительно быстрее, чем их диффузия и последующая десорбция.In the process of unsteady breakdown for 10-15 minutes, the destruction of stable metal complex and organic compounds occurs [11]. Macro- and large mesopores are pseudo-capacitors in the volume of which nonlinear breakdown phenomena arise [10]. Under nonequilibrium conditions of breakdown phenomena during induced heating to temperatures of 300-600 ° С, decomposition of organic substrates adsorbed in micro- and mesopores occurs much faster than their diffusion and subsequent desorption.

Было также установлено, что при обработке сверхвысокочастотным излучением в среде Ar и CO2 в течение 5-10 мин при 300-600°С в составе образующегося газа преобладает H2, при этом применение CO2 повышает глубину разложения и содержание синтез-газа в составе газа.It was also found that during microwave treatment with Ar and CO 2 for 5-10 min at 300-600 ° C, H 2 prevails in the gas produced, while the use of CO 2 increases the depth of decomposition and the content of synthesis gas in the composition gas.

На практике цели изобретения достигаются следующим образом.In practice, the objectives of the invention are achieved as follows.

На каждый из 4-х образцов УС, характеристика которых приведена в табл.1 и 2, методом пропитки из раствора органического растворителя наносили нефтепродукт в различных концентрациях, далее из образцов отгоняли растворитель сначала при комнатной температуре, затем в вакуумном шкафу при пониженном давлении 10 мм рт.ст. и температуре 40°С в течение 5 ч. В качестве нефтепродукта использовали два вида гудрона, полученных из западно-сибирской нефти (I) и битуминозной нефти Московского нефтеперерабатывающего завода (II). Гудрон наносили из раствора в петролейном эфире с концентрацией относительно массы сорбента: 10, 20 и 30 мас.%.For each of the 4 CSS samples, the characteristics of which are given in Tables 1 and 2, oil was applied in various concentrations by impregnation from an organic solvent solution, then the solvent was distilled from the samples at first at room temperature, then in a vacuum cabinet under reduced pressure of 10 mm Hg and a temperature of 40 ° C for 5 hours. Two types of tar obtained from West Siberian oil (I) and bituminous oil from the Moscow Oil Refinery (II) were used as an oil product. Tar was applied from a solution in petroleum ether with a concentration relative to the mass of the sorbent: 10, 20 and 30 wt.%.

Основные физико-химические параметры гудрона представлены в табл.3.The main physicochemical parameters of the tar are presented in Table 3.

Таблица 3.Table 3. Характеристика гудрона из западно-сибирской (I) и битуминозной (II) нефтиCharacterization of tar from West Siberian (I) and bituminous (II) oil ПоказательIndicator Нефтяные остаткиOil residue Гудрон западно-сибирской нефти - Гудрон ITar of West Siberian Oil - Tar of I Гудрон битуминозной нефти - Гудрон IITar of tar oil - Tar II Плотность при 20°С, кг/м3 Density at 20 ° С, kg / m 3 0.9300.930 1.0071.007 Условная вязкость при 80°С, мм2Conditional viscosity at 80 ° С, mm 2 / s 17151715 17601760 Выход фракций, выкипающих до 500°С, мас.%The yield of fractions boiling up to 500 ° C, wt.% 11.111.1 11.011.0 Выход фракций, выкипающих после 500°С, мас.%The yield of fractions boiling after 500 ° C, wt.% 88.988.9 88.888.8 Содержание воды, мас.%The water content, wt.% отсутствиеlack of отсутствиеlack of Коксуемость по Конрадсону, мас.%Conradson coking ability, wt.% 12.712.7 16.516.5 Содержание, мас.%Content, wt.% СFROM 85.4085.40 85.0085.00 HH 11.3211.32 11.3811.38 SS 2.712.71 3.043.04 NN 0.520.52 0.550.55 ЗолаAsh 0.0500.050 0.0300.030

Углеродный сорбент (УС) с адсорбированным в порах гудроном помещают в кварцевый проточный реактор, установленный в рабочую камеру сверхвысокочастотной установки, и воздействуют сверхвысокочастотным излучением в потоке аргона и углекислого газа.A carbon sorbent (US) with tar adsorbed in the pores is placed in a quartz flow reactor installed in the working chamber of a microwave installation and is exposed to microwave radiation in a stream of argon and carbon dioxide.

Затем газ, выходящий из реактора, проходит через микросепаратор, охлаждаемый до -50÷-70°С, и поступает в приемную емкость, из которой подается на анализ в хроматограф. Скорость газового потока составляет 8-12 см3/мин. Опыты проводят при индуцируемой излучением постоянной температуре 300 и 600°С. После окончания опыта и охлаждения системы УС выгружают и анализируют на остаточное количество содержащихся в нем нефтяных остатков.Then the gas leaving the reactor passes through a micro separator, cooled to -50 ÷ -70 ° C, and enters the receiving tank, from which it is fed to the chromatograph for analysis. The gas flow rate is 8-12 cm 3 / min. The experiments are carried out at a constant temperature of 300 and 600 ° C induced by radiation. After the end of the experiment and cooling, the CSS systems are unloaded and analyzed for the residual amount of oil residues contained in it.

В качестве источника сверхвысокочастотного излучения используют применяющийся в бытовых микроволновых печах магнетрон М-140 (частота генерации 2,40-2,50 ГГц), имеющий полную взаимозаменяемость с иностранными аналогами. Питание цепи анода магнетрона осуществляется с выхода однополупериодного выпрямителя с удвоением напряжения, блок питается от сети переменного тока напряжением 220 Вт (50 Гц). Напряжение на первичной обмотке высоковольтного трансформатора регулируют с помощью ЛАТР'а - лабораторного автотрансформатора, что позволяет управлять уровнем генерируемой мощности в широких пределах. В блоке питания магнетрона предусмотрено автоматическое выключение напряжения анода в случае отклонения задаваемых принудительно режимов технологического процесса и самопроизвольного нарушения установленного режима питания магнетрона по цепи анода.As a source of microwave radiation, the M-140 magnetron (generation frequency 2.40-2.50 GHz) used in domestic microwave ovens is used, which is fully interchangeable with foreign counterparts. The magnetron anode circuit is powered from the output of a half-wave rectifier with voltage doubling, the unit is powered by an alternating current main voltage of 220 W (50 Hz). The voltage on the primary winding of a high-voltage transformer is regulated using LATR, a laboratory autotransformer, which allows controlling the level of generated power over a wide range. The magnetron power supply unit provides for automatic shutdown of the anode voltage in the event of a deviation of the forced process modes and spontaneous violation of the established magnetron power mode along the anode circuit.

Рис.1. Принципиальная схема установки скоростной деструкции нефтяных остатков и загрязнений с применением сверхвысокочастотного излучения (1 - микроволновый генератор (магнетрон); 2 - волноводный тракт; 3 - поглощающая керамика; 4 - камера поглощения; 5 - термопара; 6 - ловушка для жидкости; 7 - хроматограф; 8 - ваттметр (энергия до поглощения); 9 - ваттметр (энергия после поглощения)).Fig. 1. Schematic diagram of the installation of high-speed destruction of oil residues and contaminants using microwave radiation (1 - microwave generator (magnetron); 2 - waveguide path; 3 - absorption ceramic; 4 - absorption chamber; 5 - thermocouple; 6 - liquid trap; 7 - chromatograph ; 8 - wattmeter (energy before absorption); 9 - wattmeter (energy after absorption)).

Определение остаточного количества нефтяных остатков в образцах УС проводят с помощью ускоренной жидкостной экстракции с последующим анализом полученных экстрактов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Для экстракции образцов применяют автоматический экстрактор фирмы Dionex модели ASE200.The determination of the residual amount of oil residues in the CSS samples is carried out using accelerated liquid extraction followed by analysis of the obtained extracts by high performance liquid chromatography. For the extraction of samples, an automatic extractor of the Dionex company model ASE200 is used.

Хроматографический анализ проводят на приборе фирмы GILSON с детектором UV2000. Растворитель - гексан/изопропиловый спирт в соотношении 95:5, температура экстракционной ячейки - 90°С, давление -200 атм, время экстракции - 30 мин. Аналитическая колонка - Zorbax Sil: L=250 мм, внутренний диаметр - 4,6 мм, размер частиц неподвижной фазы - 5 мкм, подвижная фаза (элюент) гексан/изопропиловый спирт в соотношении 95:5, скорость подачи элюента 2 мл/мин, объем вводимой пробы 20 мкл, длина волны - 254 нм. Для калибровки используют стандартные растворы исходных гудронов с концентрацией от 0,1 мг/мл до 0,001 мг/мл.Chromatographic analysis was performed on a GILSON instrument with a UV2000 detector. The solvent is hexane / isopropyl alcohol in a ratio of 95: 5, the temperature of the extraction cell is 90 ° C, the pressure is 200 atm, the extraction time is 30 minutes. Analytical column - Zorbax Sil: L = 250 mm, inner diameter - 4.6 mm, particle size of the stationary phase - 5 μm, mobile phase (eluent) hexane / isopropyl alcohol in a ratio of 95: 5, flow rate of the eluent 2 ml / min, the volume of the introduced sample is 20 μl, the wavelength is 254 nm. For calibration using standard solutions of the original tar with a concentration of from 0.1 mg / ml to 0.001 mg / ml

Анализ газовой пробы осуществляют методом газожидкостной хроматографии - ГЖХ на хроматографе "Кристалл" с использованием пламенно-ионизационного детектора (для определения углеводородов) и катарометра (для определения кислородсодержащих компонентов). Анализ жидких фракций, образующихся в результате воздействия сверхвысокочастотного излучения, исследуют методом хромато-масс-спектрометрии.The analysis of the gas sample is carried out by gas chromatography — GLC on a Crystal chromatograph using a flame ionization detector (for determining hydrocarbons) and a katharometer (for determining oxygen-containing components). The analysis of liquid fractions formed as a result of exposure to microwave radiation is investigated by chromatography-mass spectrometry.

Нижеследующие примеры иллюстрируют предлагаемое изобретение, но никоим образом не ограничивают область его применения.The following examples illustrate the invention, but in no way limit its scope.

Пример 1.Example 1

На углеродный сорбент СБД (табл.1, №4), взятый в количестве 1000 мг, наносят методом пропитки нефтяные остатки в виде раствора гудрона I в петролейном эфире, взятого в количестве 100 мг, т.е в концентрации 10 мас.%, далее сорбент с нанесенным гудроном сушат при комнатной температуре, затем в вакуумном шкафу при пониженном давлении 10 мм рт.ст. и температуре 40°С в течение 5 ч.Oil residue in the form of a solution of tar I in petroleum ether taken in an amount of 100 mg, i.e. at a concentration of 10 wt.%, Is applied to the carbon sorbent SBD (Table 1, No. 4), taken in an amount of 1000 mg, then The sorbent coated with tar is dried at room temperature, then in a vacuum oven under reduced pressure of 10 mm Hg. and a temperature of 40 ° C for 5 hours

Подготовленный сорбент с нанесенными гудроном I обрабатывают сверхвысокочастотным излучением при температуре 300°С и времени экспозиции 10 мин в среде аргона.The prepared sorbent coated with tar I is treated with microwave radiation at a temperature of 300 ° C and an exposure time of 10 min in argon.

Определяют оставшееся в сорбенте после обработки сверхвысокочастотным излучением количество гудрона и рассчитывают глубину его переработки.The amount of tar remaining in the sorbent after treatment with microwave radiation is determined and the depth of its processing is calculated.

Результаты представлены в табл.4.The results are presented in table 4.

Пример 2.Example 2

Опыт проводят по примеру 1 с той разницей, что в качестве нефтяных остатков используют гудрон II.The experiment is carried out as in example 1 with the difference that tar II is used as the oil residue.

Пример 3.Example 3

Опыт проводят по примеру 1 при температуре опыта 600°С.The experiment is carried out as in example 1 at a test temperature of 600 ° C.

Пример 4.Example 4

Опыт проводят по примеру 3, но используют гудрон II.The experiment is carried out as in example 3, but using tar II.

Пример 5.Example 5

Опыт проводили по примеру 3, но используют углеродный сорбент СГС (табл.1, №3).The experiment was carried out as in example 3, but using a carbon sorbent GHS (table 1, No. 3).

Пример 6.Example 6

Опыт проводят по примеру 5, но используют гудрон II.The experiment is carried out as in example 5, but using tar II.

Пример 7.Example 7

Опыт проводят по примеру 3 с той разницей, что количество нанесенного гудрона I составляет 200 мг, т.е. в концентрации 20 мас.%.The experiment is carried out as in example 3 with the difference that the amount of applied tar I is 200 mg, i.e. at a concentration of 20 wt.%.

Пример 8.Example 8

Опыт проводят по примеру 3 с той разницей, что количество нанесенного гудрона I составляет 300 мг, т.е. в концентрации 30 мас.%.The experiment is carried out as in example 3 with the difference that the amount of applied tar I is 300 mg, i.e. at a concentration of 30 wt.%.

Пример 9.Example 9

Опыт проводят по примеру 1 с той разницей, что обработку сверхвысокочастотным излучением проводят в среде CO2.The experiment is carried out according to example 1 with the difference that the processing of microwave radiation is carried out in a medium of CO 2 .

Пример 10.Example 10

Опыт проводят по примеру 9 с той разницей, что используют гудрон II.The experiment is carried out according to example 9 with the difference that use tar II.

Пример 11.Example 11

Опыт проводят по примеру 3 с той разницей, что обработку сверхвысокочастотным излучением проводят в среде CO2.The experiment is carried out as in example 3 with the difference that the processing of microwave radiation is carried out in a medium of CO 2 .

Пример 12.Example 12

Опыт проводят по примеру 4 с той разницей, что используют углеродный сорбент СГС (табл.1, №3).The experiment is carried out according to example 4 with the difference that they use a carbon sorbent GHS (table 1, No. 3).

Пример 13.Example 13

Опыт проводят по примеру 3 с той разницей, что используют углеродный сорбент СДО (табл.1, №1).The experiment is carried out according to example 3 with the difference that they use a carbon sorbent SDO (table 1, No. 1).

Пример 14.Example 14

Опыт проводят по примеру 3 с той разницей, что используют углеродный сорбент СКЛ (табл.1, №2).The experiment is carried out according to example 3 with the difference that they use carbon sorbent SCR (table 1, No. 2).

Было проведено также несколько сравнительных экспериментов по деструкции нефтяных остатков в электропечи конвекционного нагрева. Кварцевый реактор с сорбентом с адсорбированным гудроном помещают в печь, нагретую до 300 или 600°С, и после достижения заданной температуры выдерживают 10 мин, как и в опытах при обработке сверхвысокочастотным излучением.Several comparative experiments were also conducted on the destruction of oil residues in a convection-heating electric furnace. A quartz reactor with an adsorbed tar sorbent is placed in a furnace heated to 300 or 600 ° C, and after reaching the set temperature it is held for 10 minutes, as in the experiments with microwave processing.

Деструкция нефтяных остатков и загрязнений адсорбированных в порах УС при конвекционном нагреве происходит за более длительный срок, при этом в составе газа преобладает метан.The degradation of oil residues and contaminants adsorbed in the pores of the CSS during convection heating occurs over a longer period, while methane predominates in the gas composition.

Пример 15.Example 15

Опыт проводят по примеру 5 с той разницей, что термообработку проводят конвекционным нагревом.The experiment is carried out according to example 5 with the difference that the heat treatment is carried out by convection heating.

Пример 16.Example 16

Опыт проводят по примеру 15 с той разницей, что термообработку проводят в среде CO2.The experiment is carried out as in example 15 with the difference that the heat treatment is carried out in a medium of CO 2 .

Пример 17.Example 17

Опыт проводят по примеру 16 с той разницей, что обработку проводят при 300°С.The experiment is carried out according to example 16 with the difference that the processing is carried out at 300 ° C.

Пример 18.Example 18

Опыт проводят по примеру 17 с той разницей, что термообработку проводят в среде аргона.The experiment is carried out as in example 17 with the difference that the heat treatment is carried out in an argon medium.

Результаты опытов по примерам 1-18 представлены в табл.4.The results of the experiments in examples 1-18 are presented in table 4.

Таблица 4.Table 4. Результаты опытов по примерам 1-18The results of the experiments in examples 1-18 № примераExample No. Условия проведения опытаExperience conditions Продукты, мас.%Products, wt.% Конверсия гудрона, %Tar conversion,% Температура, Т°СTemperature, ° C тип гудронаtar type концентрация гудрона, мас.%tar concentration, wt.% №УС по табл.1**No. US according to table 1 ** газ элюентgas eluent газообразныеgaseous жидкиеliquid 1one 300300 II 1010 4four ArAr 5.645.64 следыtraces >99> 99 22 300300 IIII 1010 4four ArAr 5.55.5 следыtraces >99> 99 33 600600 II 1010 4four ArAr 6.06.0 1010 >99> 99 4four 600600 IIII 1010 4four ArAr 6.26.2 следыtraces >99> 99 55 600600 II 1010 33 ArAr 18.006 p.m. 20.9720.97 >99> 99 66 600600 IIII 1010 33 ArAr 14.0202/14 20.1320.13 >99> 99 77 600600 II 20twenty 33 ArAr 14.8514.85 1.231.23 9696 88 600600 II 30thirty 33 ArAr 5.835.83 7.947.94 9191 99 300300 II 1010 4four CO2 CO 2 4.074.07 следыtraces >99> 99 1010 300300 IIII 1010 4four CO2 CO 2 4.54.5 следыtraces >99> 99 11eleven 600600 II 1010 4four CO2 CO 2 15.5415.54 23.6423.64 >99> 99 1212 600600 IIII 1010 33 CO2 CO 2 18.2518.25 25.6225.62 >99> 99 1313 600600 II 1010 1one ArAr 32.9432.94 следыtraces >99> 99 14fourteen 600600 II 1010 22 ArAr 67.5067.50 следыtraces >99> 99 15*fifteen* 600600 II 1010 33 ArAr 5.85.8 -- 6060 16*16* 600600 II 1010 33 CO2 CO 2 7.57.5 -- 7070 17*17 * 300300 II 1010 33 CO2 CO 2 -- -- ≤10≤10 18*eighteen* 300300 II 1010 33 ArAr следыtraces -- ≤10≤10 Пояснения к таблице: * конвекционный нагрев; **УС: №1 - из древесных отходов, №2 - из костры льна, №3 - из газового угля, №4 - из бурого угля;Explanations for the table: * convection heating; ** CSS: No. 1 - from wood waste, No. 2 - from flax bonfire, No. 3 - from gas coal, No. 4 - from brown coal;

Деструкция нефтяных остатков, адсорбированных в порах УС, в электропечи конвекционного нагрева (примеры 15-18) протекает иначе, чем при обработке сверхвысокочастотным излучением. Так, при 300°С деструктирует незначительная часть гудрона, при 600°С конверсия гудрона также остается существенно более низкой по сравнению со степенью его разложения под воздействием сверхвысокочастотного излучения.The degradation of oil residues adsorbed in the pores of the US in the convection-heating electric furnace (examples 15-18) proceeds differently than when processed by microwave radiation. So, at 300 ° С a small part of the tar is destroyed, at 600 ° С the conversion of the tar also remains significantly lower compared to the degree of its decomposition under the influence of microwave radiation.

Представлен сравнительный график скорости нагрева в среде СО2 сорбента №3 с адсорбированным в порах гудроном при обработке сверхвысокочастотным излучением и в режиме конвекционного нагрева.A comparative graph of the heating rate in CO 2 medium of sorbent No. 3 with tar adsorbed in pores during microwave processing and in the convection heating mode is presented.

Рис.2. Сравнительный график скорости нагрева сорбента СБД с гудроном при обработке сверхвысокочастотным излучением и конвекционном нагреве в среде СО2..Fig. 2. A comparative graph of the heating rate of the SBD sorbent with tar in the processing of microwave radiation and convection heating in a CO 2 environment.

Как видно из рис.2, скорость повышения температуры при конвекционном нагреве примерно в 7 раз меньше, чем при селективном нагреве сорбента под воздействием сверхвысокочастотного излучения.As can be seen from Fig. 2, the rate of temperature increase during convection heating is about 7 times lower than when the sorbent is selectively heated under the influence of microwave radiation.

В табл.5 приведен состав газов, образующихся при деструкции гудрона I (10 мас.%) в порах УС №3 в среде CO2 при температуре 600-650°С в течение 10 мин при воздействии сверхвысокочастотного излучения и конвекционном нагреве.Table 5 shows the composition of the gases generated during the destruction of tar I (10 wt.%) In the pores of US No. 3 in CO 2 at a temperature of 600-650 ° C for 10 min under the influence of microwave radiation and convection heating.

Таблица 5.Table 5. Состав газов разложения гудрона I при воздействии сверхвысокочастотного излучения и конвекционном нагреве.The composition of the decomposition gases of tar I when exposed to microwave radiation and convection heating. Состав продуктовProduct Composition Выход продуктов в зависимости от вида обработкиProduct yield depending on the type of processing СВЧMicrowave конвекционный нагревconvection heating Суммарный выход газообразных продуктов, мас.%The total yield of gaseous products, wt.% 15.8515.85 11.5011.50 Состав неорганических компонентов газа, мол.%The composition of the inorganic components of the gas, mol.% H2 H 2 63.8563.85 12.1512.15 COCO 29.2429.24 10.0710.07 CO2 CO 2 00 00 Состав углеводородных компонентов газа, мол.%The composition of the hydrocarbon components of the gas, mol.% МетанMethane 3.443.44 35.7835.78 ЭтанEthane 2.222.22 7.317.31 ЭтиленEthylene 0.130.13 2.812.81 ПропанPropane 0.720.72 2.592.59 ПропиленPropylene 0.180.18 1.131.13 БутаныBhutan 0.140.14 1.421.42 БутеныButenes 0.060.06 7.727.72 ПентеныPentenes 0.020.02 1.021.02 Суммарный выход жидких продуктов, мас.%The total yield of liquid products, wt.% 14.56 (С612)14.56 (C 6 -C 12 ) следыtraces Остаточный углерод (кокс), мас.%Residual carbon (coke), wt.% 69.5969.59 88.588.5

Как видно из таблицы, основными компонентами газа разложения гудрона под воздействием сверхвысокочастотного излучения являются Н2 и СО, суммарное содержание которых в газе выше 93%.As can be seen from the table, the main components of the tar decomposition gas under the influence of microwave radiation are H 2 and CO, the total content of which in the gas is above 93%.

Содержание этих компонентов в газе деструкции гудрона конвекционным нагревом составляет 22,2%.The content of these components in the tar destruction gas by convection heating is 22.2%.

Из таблиц 4 и 5 видно, что при конвекционном нагреве степень превращения гудрона за 10 мин при 600°С составляет 70%, при этом в составе газа преобладает метан; основным компонентом газа при обработке сверхвысокочастотным излучением при этих же условиях является водород.From tables 4 and 5 it is seen that with convection heating the degree of tar conversion in 10 minutes at 600 ° C is 70%, while methane predominates in the gas composition; The main component of the gas during microwave processing under the same conditions is hydrogen.

Это впервые установленное принципиальное отличие в механизме деструкции нефтяных остатков и загрязнений, адсорбированных в порах углеродного сорбента.This is the first established fundamental difference in the mechanism of destruction of oil residues and contaminants adsorbed in the pores of a carbon sorbent.

При обработке сверхвысокочастотным излучением в течение 5-10 мин при 300-600°С в потоке Ar или CO2 активируется и подвергается деструкции главным образом С-Н связь, что приводит к преимущественному образованию водорода. При конвекционном нагреве, как известно, подвергается термолизу, главным образом, С-С связь и основным продуктом является метан. При обработке сверхвысокочастотным излучением в условиях по прототипу - в течение 1 мин при 700-800°С в потоке инертного газа - основным продуктом деструкции являются жидкие и газообразные углеводороды с числом атомов углерода от 1 до 15.When treated with microwave radiation for 5-10 minutes at 300-600 ° C in an Ar or CO 2 stream, mainly the CH bond is activated and undergoes degradation, which leads to the predominant formation of hydrogen. In convection heating, as is known, thermolysis is mainly carried out by the C — C bond and the main product is methane. When processing microwave radiation under the conditions of the prototype - for 1 min at 700-800 ° C in an inert gas stream - the main degradation product is liquid and gaseous hydrocarbons with the number of carbon atoms from 1 to 15.

Природа ионизирующегося газа, который в процессе деструкции нефтяных остатков является элюентом, оказывает влияние на состав образуемых продуктов деструкции, а именно на состав компонентов газа, что в большей степени относится к СО2.The nature of the ionizing gas, which is an eluent during the destruction of oil residues, affects the composition of the degradation products formed, namely, the composition of the gas components, which is more related to CO 2 .

В среде Ar также проявляется отмеченная выше закономерность, однако, в меньшей степени. Подтверждением этому служит состав газообразных продуктов деструкции гудрона, адсорбированного в порах гидрофобных сорбентов из древесных отходов (обр. №1) и костры льна (обр. №2), полученных по примерам 13 и 14, представленный на Рис.3. Состав газообразных продуктов деструкции гудрона, адсорбированного в обр. №1 (СДО) и №2 (СКЛ), при обработке сверхвысокочастотным излучением (T=600°C, Ar).In the Ar medium, the regularity noted above is also manifested, however, to a lesser extent. This is confirmed by the composition of the gaseous products of the destruction of tar adsorbed in the pores of hydrophobic sorbents from wood waste (Sample No. 1) and flax fires (Sample No. 2), obtained according to examples 13 and 14, shown in Fig. 3. The composition of the gaseous products of the destruction of tar adsorbed in arr. No. 1 (SDO) and No. 2 (SCR), when processed by microwave radiation (T = 600 ° C, Ar).

Большее содержание H2 и CO в газообразных продуктах деструкции гудрона при обработке сверхвысокочастотным излучением в среде CO2 вероятней всего происходит в результате дополнительного протекания реакции углекислотного риформинга углеводородной части гудрона. В табл.6 представлен состав жидкой фракции, образованной при разложении гудрона II по примеру 12.The higher content of H 2 and CO in the gaseous products of tar destruction during microwave processing in CO 2 is most likely due to the additional reaction of carbon dioxide reforming of the hydrocarbon portion of the tar. Table 6 presents the composition of the liquid fraction formed by the decomposition of tar II in example 12.

Таблица 6.Table 6. Состав жидких продуктов, образованных в примере 12.The composition of the liquid products formed in example 12. № ппNo pp СоединениеCompound Коцентрация, мас.%The concentration, wt.% № ппNo pp СоединениеCompound Коцентрация, мас.%The concentration, wt.% 1one ИзобутеныIsobutene 1,31.3 1212 ГептанHeptane 3.93.9 22 Бутен-2Butene 2 0,90.9 1313 ОктанOctane 4.54.5 33 БутенButene 0,80.8 14fourteen ЭтилбензолEthylbenzene 8.08.0 4four ИзопентанIsopentane 0,80.8 15fifteen 0-ксилол0-xylene 12.312.3 55 Пентен-2Penten-2 1,11,1 1616 М-ксилолM-xylene 8.58.5 66 Пентен-1Penten-1 0,70.7 1717 ИзопропилбензолIsopropylbenzene 3.13.1 77 ПентанPentane 2,02.0 18eighteen ПропилбензолPropylbenzene 3.43.4 88 2-пентен2-pentene 2,92.9 1919 о-метилэтилбензолo-methylethylbenzene 1.11.1 99 ДиметилпентанDimethylpentane 1,11,1 20twenty 1,2,3-триметилбензол1,2,3-trimethylbenzene 4.34.3 1010 гексанhexane 3,43.4 2121 ТриметилбензолTrimethylbenzene 2.42.4 11eleven БензолBenzene 15,015.0 ВсегоTotal 81.581.5 НеидентифицированныеUnidentified 19.519.5

Как видно из данных таблицы, в процессе термолиза гудрона под воздействием сверхвысокочастотного излучения помимо водорода и СО образуется углеводородная фракция, содержащая ценные продукты.As can be seen from the table, in the process of tar thermolysis under the influence of microwave radiation, in addition to hydrogen and CO, a hydrocarbon fraction is formed containing valuable products.

В целом, проведение процесса утилизации нефтяных остатков и загрязнений в среде диоксида углерода дает лучшие результаты и позволяет при повышенной индуцируемой температуре выделять водород, а также легкие углеводородные фракции.In general, the process of utilization of oil residues and contaminants in a carbon dioxide medium gives better results and allows hydrogen, as well as light hydrocarbon fractions, to be generated at elevated induced temperatures.

Важно отметить, что исчерпывающая конверсия гудрона, адсорбированного в порах гидрофобных сорбентов №1 и №2 по примерам 13, 14, а также высокоэнергетический состав газообразных продуктов деструкции при воздействии сверхвысокочастотного излучения подтверждают эффективность использования предлагаемого способа сбора и утилизации нефтепродуктов с поверхности акваторий с получением ценных энергоносителей.It is important to note that the exhaustive conversion of tar adsorbed in the pores of hydrophobic sorbents No. 1 and No. 2 according to Examples 13, 14, as well as the high-energy composition of gaseous degradation products under the influence of microwave radiation confirm the effectiveness of the proposed method for collecting and disposing of oil products from the surface of water areas to obtain valuable energy carriers.

Таким образом, предлагаемый способ скоростной деструкции нефтяных остатков и загрязнений под воздействием сверхвысокочастотного излучения отличается от традиционных термических способов деструкции высокой эффективностью и экологической чистотой и позволяет провести в короткое время утилизацию нефтяных выбросов с получением ценных компонентов, являющихся в настоящее время основными химическими энергоносителями - в водород и синтез-газ, что может стать наиболее эффективным, дешевым и экологически чистым методом утилизации многотоннажных отходов нефтяного гудрона и нефтяных разливов, количество которых в настоящее время достигает десятки миллионов тонн.Thus, the proposed method for the rapid destruction of oil residues and contaminants under the influence of microwave radiation differs from traditional thermal destruction methods in high efficiency and environmental friendliness and allows for a short time to utilize oil emissions to produce valuable components that are currently the main chemical energy carriers - into hydrogen and synthesis gas, which may be the most efficient, cheapest, and most environmentally friendly method of recycling changes require the waste oil and tar oil spill, the number of which now reaches tens of millions of tons.

Источники информацииInformation sources

1. Арене В.Ж., Гридин О.М., Яшин А.Л. // Экология и промышленность РФ. №9. 1999. С.33.1. Arena V.Zh., Gridin O.M., Yashin A.L. // Ecology and industry of the Russian Federation. No. 9. 1999. P.33.

2. Шимкович В.В. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность. Сер. "Охрана окружающей среды". 1996. ЦНИИТЭнефтехим. Вып.2. С.110.2. Shimkovich VV Oil refining and petrochemical industry. Ser. "Environmental Protection". 1996. TSNIITneftekhim. Issue 2. S.110.

3. Гридин О.М. // Мат-лы научно-технич. конф. по проблемам ликвидации нефтяных загрязнений. Нефтеюганск: 2003. С.38.3. Gridin O.M. // Materials of scientific and technical. conf. on the elimination of oil pollution. Nefteyugansk: 2003. P.38.

4. Гун Р.Б. Нефтяные битумы. М.: Химия, 1973. С 157.4. Gong R.B. Oil bitumen. M .: Chemistry, 1973. C 157.

5. Передерий М.А., Скрябин А.В., Суворов В.Н. Способ получения гидрофобного олеофильного сорбента. Пат. РФ №2205065. 2002 г. БИ №15. 2003.5. Perederii M. A., Scriabin A. V., Suvorov V. N. A method of obtaining a hydrophobic oleophilic sorbent. Pat. RF №2205065. 2002, BI No. 15. 2003.

6. Передерий М.А., Носкова Ю.А. Получение углеродных сорбентов из некоторых видов биомассы. М.: Химия твердого топлива. 2008. №4. С.30.6. Perederii M.A., Noskova Yu.A. Obtaining carbon sorbents from certain types of biomass. M .: Chemistry of solid fuels. 2008. No4. S.30.

7. Передерий М.А., Маликов И.Н., Карасева М.С. Способ получения гранулированного углеродного сорбента. Патент 2331580 РФ, 2006. БИ №23. 2008.7. Perederii M.A., Malikov I.N., Karaseva M.S. A method of obtaining a granular carbon sorbent. Patent 2331580 RF, 2006. BI No. 23. 2008.

8. Передерий М.А., Сиротин П.А., Казаков В.А. Переработка бурых углей в пористые углеродные сорбенты различного назначения. // ХТТ. №6. 2002. С.19.8. Perederii M.A., Sirotin P.A., Kazakov V.A. Processing of brown coal into porous carbon sorbents for various purposes. // HTT. No. 6. 2002. S. 19.

9. Цодиков М.В., Передерий М.А., Карасева М.С. и др. Воздействие СВЧ-излучения на углеродные носители природного и техногенного происхождения. // Наукоемкие технологии. 2007. №4. С.49.9. Tsodikov M.V., Perederiy M.A., Karaseva M.S. et al. The effect of microwave radiation on carbon carriers of natural and technogenic origin. // High technology. 2007. No4. S.49.

10. Цодиков М.В., Передерий М.А., Максимов Ю.В. и др. Формирование нанокластерных железосодержащих катализаторов на углеродных носителях под воздействием СВЧ-излучения. // Российские нанотехнологии. 2007. T.1. №1-2. С.153.10. Tsodikov M.V., Perederii M.A., Maksimov Yu.V. and others. The formation of nanocluster iron-containing catalysts on carbon carriers under the influence of microwave radiation. // Russian nanotechnology. 2007. T.1. No. 1-2. S.153.

11. Цодиков М.В., Нехаев А.И., Бухтенко О.В., Максимов Ю.В., Суздалев И.П. // Российские нанотехнологии. 2008. №1. С.34.11. Tsodikov M.V., Nekhaev A.I., Bukhtenko O.V., Maksimov Yu.V., Suzdalev I.P. // Russian nanotechnology. 2008. No. 1. S.34.

Claims (2)

1. Способ высокоскоростной деструкции нефтяных остатков и загрязнений, включающий их адсорбцию в порах углеродных сорбентов и обработку сверхвысокочастотным излучением в потоке газа, отличающийся тем, что в качестве газа используют Ar или CO2, в качестве углеродных сорбентов - сорбенты, выбираемые из ряда: сорбенты из бурого угля, газового угля, костры льна или древесных отходов, а указанную обработку проводят при индуцированной температуре 300-600°С в течение 5-10 мин до получения в качестве продукта деструкции газа, в составе которого преобладает Н2.1. A method for the high-speed destruction of oil residues and contaminants, including their adsorption in the pores of carbon sorbents and treatment with microwave radiation in a gas stream, characterized in that Ar or CO 2 are used as gas, sorbents selected from the series are used as carbon sorbents: sorbents from brown coal, gas coal, flax fires or wood waste, and the specified treatment is carried out at an induced temperature of 300-600 ° C for 5-10 minutes until a gas destruction product is obtained, the composition of which is predominant H 2 . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродных сорбентов используют сорбенты, обладающие тангенсом угла диэлектрических потерь, равным или выше 8. 2. The method according to claim 1, characterized in that as the carbon sorbents use sorbents having a dielectric loss tangent equal to or higher than 8.
RU2010149307/05A 2010-12-03 2010-12-03 Method of speedy destruction of oil residues and contaminations RU2462500C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149307/05A RU2462500C2 (en) 2010-12-03 2010-12-03 Method of speedy destruction of oil residues and contaminations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149307/05A RU2462500C2 (en) 2010-12-03 2010-12-03 Method of speedy destruction of oil residues and contaminations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010149307A RU2010149307A (en) 2012-06-10
RU2462500C2 true RU2462500C2 (en) 2012-09-27

Family

ID=46679570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010149307/05A RU2462500C2 (en) 2010-12-03 2010-12-03 Method of speedy destruction of oil residues and contaminations

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2462500C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535211C2 (en) * 2013-02-21 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) High-speed destruction method for residual petroleum products
WO2015026945A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 H Quest Partners, LP Method for processing hydrocarbon fuels using microwave energy
WO2015026938A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 H Quest Partners, LP System for processing hydrocarbon fuels using surfaguide
RU2565694C1 (en) * 2014-05-12 2015-10-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова Российской Академии сельскохозяйственных наук Universal device for wet and dry destruction of organic materials
US9623397B2 (en) 2013-08-20 2017-04-18 H Quest Partners, LP System for processing hydrocarbon fuels using surfaguide
RU2631427C1 (en) * 2016-12-15 2017-09-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" Method of allocating concentrate of valuable metals contained in heavy oils and products of their processing
US10363542B2 (en) 2013-08-20 2019-07-30 H Quest Partners, LP Multi-stage system for processing hydrocarbon fuels
RU2768167C1 (en) * 2021-02-25 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Method for high-speed processing of oil tar

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4303842A1 (en) * 1992-08-16 1994-02-17 Biopract Gmbh Removal of organic substances from surfaces or water - using coal-based adsorbent
RU2098352C1 (en) * 1992-10-09 1997-12-10 Рейнгольд Христианович Мерц Method of preparing adsorbent to adsorb oil films floating on water surface
RU2198987C2 (en) * 2000-12-25 2003-02-20 Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова Sorbent for integrated treatment of water and ground to remove petroleum products and heavy metals
RU2241538C1 (en) * 2003-06-30 2004-12-10 Закрытое акционерное общество "Каустик" Solid adsorbent reactivation method
US6994774B2 (en) * 2000-11-13 2006-02-07 Burkitbaev Serik M High frequency energy application to petroleum feed processing
RU2280674C2 (en) * 2004-06-15 2006-07-27 Сафа Ахметович Ахметов Method of destructive adsorption processing of heavy oil residues and device for realization of this method
RU84836U1 (en) * 2009-01-22 2009-07-20 Борис Моисеевич Локштанов OIL AND OIL PRODUCT CLEANING LINE
RU2381256C1 (en) * 2008-07-24 2010-02-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Method for processing of high molecular carbon-bearing raw material into lighter hydrocarbons
RU2385344C1 (en) * 2008-07-24 2010-03-27 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Method of thermal processing high molecular carbon containing raw material into more light compounds
CN101885372A (en) * 2010-07-03 2010-11-17 燕山大学 High-efficiency oil spilling cleaning boat at sea
UA60841U (en) * 2010-12-28 2011-06-25 Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины “spiralnyi” sensor with interpenetrating electrodes

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4303842A1 (en) * 1992-08-16 1994-02-17 Biopract Gmbh Removal of organic substances from surfaces or water - using coal-based adsorbent
RU2098352C1 (en) * 1992-10-09 1997-12-10 Рейнгольд Христианович Мерц Method of preparing adsorbent to adsorb oil films floating on water surface
US6994774B2 (en) * 2000-11-13 2006-02-07 Burkitbaev Serik M High frequency energy application to petroleum feed processing
RU2198987C2 (en) * 2000-12-25 2003-02-20 Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова Sorbent for integrated treatment of water and ground to remove petroleum products and heavy metals
RU2241538C1 (en) * 2003-06-30 2004-12-10 Закрытое акционерное общество "Каустик" Solid adsorbent reactivation method
RU2280674C2 (en) * 2004-06-15 2006-07-27 Сафа Ахметович Ахметов Method of destructive adsorption processing of heavy oil residues and device for realization of this method
RU2381256C1 (en) * 2008-07-24 2010-02-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Method for processing of high molecular carbon-bearing raw material into lighter hydrocarbons
RU2385344C1 (en) * 2008-07-24 2010-03-27 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Method of thermal processing high molecular carbon containing raw material into more light compounds
RU84836U1 (en) * 2009-01-22 2009-07-20 Борис Моисеевич Локштанов OIL AND OIL PRODUCT CLEANING LINE
CN101885372A (en) * 2010-07-03 2010-11-17 燕山大学 High-efficiency oil spilling cleaning boat at sea
UA60841U (en) * 2010-12-28 2011-06-25 Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины “spiralnyi” sensor with interpenetrating electrodes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХИМИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ/ Под ред. Кнунянца И.Л. - М.: Советская энциклопедия, 1967, т.5, кол. 315. КОРЯКИН-ЧЕРНЯК С.Л. и др. Электротехнический справочник. - М.: Наука и Техника, 2009, с.464. *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535211C2 (en) * 2013-02-21 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) High-speed destruction method for residual petroleum products
WO2015026945A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 H Quest Partners, LP Method for processing hydrocarbon fuels using microwave energy
WO2015026938A1 (en) * 2013-08-20 2015-02-26 H Quest Partners, LP System for processing hydrocarbon fuels using surfaguide
US9044730B2 (en) 2013-08-20 2015-06-02 H Quest Partners, LP System for processing hydrocarbon fuels using surfaguide
US9095835B2 (en) 2013-08-20 2015-08-04 H Quest Partners, LP Method for processing hydrocarbon fuels using microwave energy
US9623397B2 (en) 2013-08-20 2017-04-18 H Quest Partners, LP System for processing hydrocarbon fuels using surfaguide
US9682359B2 (en) 2013-08-20 2017-06-20 H Quest Partners, LP Method for processing hydrocarbon fuels using microwave energy
US10363542B2 (en) 2013-08-20 2019-07-30 H Quest Partners, LP Multi-stage system for processing hydrocarbon fuels
US11471851B2 (en) 2013-08-20 2022-10-18 H Quest Partners, LP Multi-stage system for processing hydrocarbon fuels
RU2565694C1 (en) * 2014-05-12 2015-10-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии им. Д.Н. Прянишникова Российской Академии сельскохозяйственных наук Universal device for wet and dry destruction of organic materials
RU2631427C1 (en) * 2016-12-15 2017-09-22 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" Method of allocating concentrate of valuable metals contained in heavy oils and products of their processing
RU2768167C1 (en) * 2021-02-25 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) Method for high-speed processing of oil tar

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010149307A (en) 2012-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2462500C2 (en) Method of speedy destruction of oil residues and contaminations
Gao et al. Product property and environmental risk assessment of heavy metals during pyrolysis of oily sludge with fly ash additive
Wang et al. A TG-MS study on the coupled pyrolysis and combustion of oil sludge
Tang et al. Effect of inherent minerals on sewage sludge pyrolysis: Product characteristics, kinetics and thermodynamics
Wang et al. Low temperature pyrolysis characteristics of oil sludge under various heating conditions
Xiong et al. Effect of moisture content on the characterization of products from the pyrolysis of sewage sludge
Zhang et al. Microwave biochars produced with activated carbon catalyst: Characterization and sorption of volatile organic compounds (VOCs)
Li et al. Insight into ex-situ thermal desorption of soils contaminated with petroleum via carbon number-based fraction approach
Hou et al. The study on pyrolysis of oil-based drilling cuttings by microwave and electric heating
Tsodikov et al. Utilization of petroleum residues under microwave irradiation
Wan et al. Products distribution and hazardous elements migration during pyrolysis of oily sludge from the oil refining process
Dai et al. Temperature influence and distribution in three phases of PAHs in wet sewage sludge pyrolysis using conventional and microwave heating
Esposito et al. Valorization of the plastic residue from a WEEE treatment plant by pyrolysis
Lin et al. Temperature influence on product distribution and characteristics of derived residue and oil in wet sludge pyrolysis using microwave heating
Cheng et al. Evaluation of oil sludge ash as a solid heat carrier in the pyrolysis process of oil sludge for oil production
Lin et al. Effects of temperature and potassium compounds on the transformation behavior of sulfur during pyrolysis of oily sludge
Hu et al. Evolution of heavy components during sewage sludge pyrolysis: A study using an electrospray ionization Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry
Notarnicola et al. Pyrolysis of automotive shredder residue in a bench scale rotary kiln
Chen et al. Characterization of bio-oil and biochar from high-temperature pyrolysis of sewage sludge
Chiang et al. Element and PAH constituents in the residues and liquid oil from biosludge pyrolysis in an electrical thermal furnace
Zhao et al. Dewatering and low-temperature pyrolysis of oily sludge in the presence of various agricultural biomasses
Ye et al. The debrominated and lightweight oil generated from two stage pyrolysis of WPCBs by using compound chemical additives
He et al. The heating performance and kinetic behaviour of oil shale during microwave pyrolysis
Lin et al. The effect of microwave pyrolysis on product characteristics and bromine migration for a non-metallic printed circuit board
Rodriguez et al. Kinetic study of the catalytic cracking of waste motor oil using biomass-derived heterogeneous catalysts

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201204