автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: Интенсификация процессов нефтехимии и нефтепереработки

Полный текст автореферата диссертации по теме "Интенсификация процессов нефтехимии и нефтепереработки"

На правах рукописи

ООЗ165465

Марешова Лариса Алексеевна

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕХИМИИ И НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ

Специальности 07 00 10 - «История науки и техники» 02 00 13 - «Нефтехимия»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

д 3 *

Уфа-2008

003165465

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Научные руководители доктор химических наук, профессор

Рольник Любовь Зелиховна, доктор технических наук Караев Абдулла Эльдарович

Официальные оппоненты

доктор технических наук Удалова Елена Александровна, кандидат химических наук Касаткина Альбина Анатольевна

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени академика И М Губкина»

Защита состоится 21 марта 2008 г в 10 30 на заседании Совета Д 212 289 01 по защите докторских и кандидатских диссертаций при ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу 450062, Республика Башкортостан, г Уфа, ул Космонавтов, 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Автореферат разослан 20 февраля 2008 года

Ученый секретарь совета

А М Сыркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ Сегодня топливно-энергетический комплекс занимает ведущее положение в области экономического и социального развития России В связи с увеличением объемов добычи нефти в конце 1960-х годов перед нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленностью страны была поставлена задача по интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки Это обстоятельство, в свою очередь, предопределило развитие научных исследований в различных областях нефтехимической и Нефтеперерабатывающей промышленности Изучение и обоснование эффективности результатов научно-исследовательских работ по интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки позволяют определить наиболее перспективные направления развития исследований

Оценка потенциала и прогнозирования развития научно-исследовательских работ в этой области возможна на основе тщательного анализа Исторического опыта, поэтому тема диссертационной работы представляется актуальной Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ) - один из ведущих вузов страны, поэтому на его примере можно проследить историю возникновения, становления и развития научно-исследовательских работ по интенсификации процессов нефтехимии,.и, нефтепереработки, которые обычно заканчиваются внедрением их в промышленное производство

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является изучение становления и развития научных исследований в области интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки на примере научно-исследовательских работ в УГНТУ НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Впервые на основе изучения архивных и литературных источников осуществлен анализ исторических аспектов становления и развития научных исследований в области интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки

Рассмотрены в историко-техническом аспекте процессы развития научно-исследовательской работы в области углубления первичной переработки нефти на базе насадочных перекрестноточных ректификационных колонн

Представлен анализ результатов научно-исследовательских работ по вопросам углубления переработки масляных фракций и деасфальтизатов с использованием массообменных контактных и распределительных устройств и новых технологий процесса жидкостной экстракции с сохранением гравитационных сил при взаимодействии потоков

Впервые проанализированы научные достижения ученых в области глубокой очистки технологических потоков адсорбционным и термокаталитическим методами, а также при разработке конструкций экстракционных аппаратов со струйным истечением фаз для крупнотоннажных производств

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

Результаты анализа мероприятий по интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки, рекомендованных учеными УГНТУ, могут быть использованы при реконструкции и модернизации действующих производств

Материалы диссертационной работы могут быть использованы при создании обобщающих историко-технических трудов посвященных интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки

Материалы диссертационной работы используются в УГНТУ при проведении лекционных и семинарских занятий по курсам «Технология нефтехимических производств», «Технология переработки нефти и газа» и «История развития нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности РБ»

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения работы докладывались и обсуждались на IV Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела», посвященной 55-летию УГНТУ (Уфа, 2003г), V Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» по истории науки и техники (Уфа, 2004г), VI Международной научной конференции «Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» по истории науки техники (Уфа, 2005г), III Всероссийской научной конференции «Теория и практика массообменных процессов химической, технологии (Марушкинские чтения)» (Уфа, 2006г ), VIII Международной научной конференции Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела» (Уфа, 2007г )

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 4 статьи и 12 тезисов докладов конференций

ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, включает 18 таблиц, 19 рисунков Список использованной литературы включает 212 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первая глава посвящена исследованию в хронологической последовательности исторических этапов становления научно-исследовательской работы в области интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки К началу 1923 года продукция крупных предприятий Башкортостана составляла 30% от общего объема промышленности страны

Открытие в 1932 году Ишимбайского нефтяного месторождения, а пятью годами позже Туймазинского месторождения, выдвигало республику на одно из первых мест по добыче нефти в стране Удельный вес нефтедобычи достигал 63%

Как видно из данных, приведенных на рисунке 1, нефтедобыча в Башкортостане неуклонно росла

1932г. 1933г. 1934г. 1935г. 1936г. 1937г. 1938г.

Рисунок - 1 Данные по добыче нефти за период 1932-1938 гг. (в тоннах)

Наряду с происходящими процессами шел неуклонный рост числениости рабочего класса. В 1927 году количество рабочих составляло 20243 человек, а в 193 8 году численность рабочих в промышленности достигла 100 тысяч человек.

В связи с промышленным развитием Башкортостана на территории республики планировалось развернуть широкую сеть местных вузов. К окончанию второго пятилетнего плана (1937г.) потребность работающих в промышленности республики составляла свыше 460 тыс.чел. (таблица 1).

Таблица 1 - Потребность промышленности БАССР в квалифицированной рабочей силе во второй пятилетке (1933-1937 гг.) __

Год Всего рабочих Квалифицированных рабочих

1932 47000 26133

1933 99600 59863

1934 186700 121954

1935 292900 198185

1936 365900 256613

1937 460700 328721

Пополнить предприятия промышленности БАССР квалифицированными кадрами предполагалось за счет перевода высококвалифицированных рабочих и рабочих средней квалификации с действующих заводов Москвы, Ленинграда и других индустриальноразвитых городов. Вместе с тем планировалось подготовка местного населения в собственной сети средних и высших индустриальных учебных заведений, интенсивное развитие которой предполагалось в период выполнения второго пятилетнего плана.

Первое высшее учебное заведение нефтяного профиля на территории Башкортостана было образовано в январе 1942 года в виде Стерлитамакско-Ишимбайского филиала МНИ им. академика И.М.Губкина.

Уфимский филиал Московского нефтяного института им. академика И.М.Губкина был образован приказом Наркомнефти и Всесоюзного Комитета по делам высшей школы от 11 мая 1943 года; 9 августа того же года вышел приказ о реорганизации эвакуированной в Уфу части МНИ в Уфимский филиал МНИ.

В послевоенные годы ускоренное расширение нефтедобычи и строительство нефтеперерабатывающих гигантов в Башкортостане определили потребность в новой армии высококвалифицированных специалистах и изменили статус Уфимского филиала столичного вуза он закономерно вырос в самостоятельное учебное заведение - Уфимский нефтяной институт (УНИ)

История УНИ-УГНТУ представляется отражением истории и развития нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности страны Все изменения, которые происходили в отрасли, диктовали направления развития вуза

Научная работа велась в институте с первых дней его существования В 1948 году было создано студенческое научное общество (СНО) За послевоенный период экономический эффект по внедренным работам составил более 1 млн руб Творческое соединение учебного процесса с наукой в сочетании с последовательным комплексом научно обоснованных мероприятий воспитательного характера позволило сформировать целостную систему подготовки высококвалифицированных специалистов для ведущих отраслей промышленности

В 1946 году в УНИ была организована кафедра органической химии В первые годы на кафедре во главе с заведующим кафедрой П А Сенцовым работали преподаватели К X Банчук и В А Марушкина, лаборанты Е Е Чернова, Е Ф Курамшина, Т В Григорьева

С 1958 года кафедра начала осуществлять подготовку к выпуску инженеров по технологии нефтехимического синтеза Это было вызвано развитием химической промышленности, потребовавшим значительного количества специалистов

В 1961 году кафедра органической химии была переформирована в кафедру органической химии, химии нефти и нефтехимического синтеза Значительно увеличилось число преподавателей и сотрудников Научно-педагогические кадры в основном формировались из наиболее способных выпускников кафедры (Р Н Хлесткин, М Г Сафаров, В X Хамаев, Л Г Шакиров, ГФ Юхно и др)

В этом же году при кафедре была открыта очная аспирантура Расширилась тематика научно-исследовательской работы Исследования в области экстракции вели В.А. Кутов и Б.М Грошев, окислением ароматических углеводородов занимался М Г Сафаров, диспропорционированием и изомеризацией солей ароматических карбоновых кислот - А 3 Зарипов, Р Н Хлесткин, В X Хамаев К этим работам привлекались студенты-дипломники и студенты младших курсов Значительное развитие получили кружки СНО В 1964 году состоялся первый выпуск инженеров-химиков

1964 - 1970 годы ознаменовались быстрым развитием и становлением кафедры органической химии, химии нефти и нефтехимического синтеза Под руководством доцента А 3 Биккулова коллективом кафедры ставились и решались задачи развития научно-исследовательской базы, подготовки кадров высшей квалификации

Для работы в институте в те годы были привлечены кандидат химических наук В Д Симонов, кандидат технических наук В.Н. Кулаков, сотрудники

института органической химии Башкирского филиала академии наук СССР кандидаты химических наук Д М Ториков и И Д Грицев, директор НПЗ им XXII съезда КПСС кандидат технических наук Д Ф Варфоломеев, доктор химических наук, академик С Ф Рафиков и др

За годы существования кафедры совместно с УНПЗ им XXII съезда КПСС выполнены работы по усовершенствованию существующей технологии производства пластификаторов и синтетических масел, разработана новая схема очистки эфиров при производстве синтетических масел и пластификаторов анионообменными смолами, разработана и защищена авторскими свидетельствами технология получения новых пластификаторов на основе многоатомных спиртов и карбоновых кислот

С 1971 года велись исследования с целью разработки основ процесса жидкостной экстракции углеводородных систем, создания новых эффективных промышленных экстрагентов, совершенствования существующих процессов экстракции. Совместно с НИИНефтехим проводилась работа по созданию новых эффективных экстрагентов На способы их применения получены авторские свидетельства

Кафедра поддерживала тесные связи более чем с 25 заводами, исследовательскими и проектными институтами страны Ежегодный объем хоздоговорных научно-исследовательских работ достигал (в ценах 1960-1970гг) 120-150 тыс руб, фактический экономический эффект от внедрения исследований кафедры в промышленность составлял ежегодно 1,5 -3 млн руб

В конце 1970-х - начале 1980-х годов деятельность УНИ характеризуется совершенствованием научно-исследовательской работы В практику интенсивно внедряются компьютерные расчеты В области научных исследований весьма продуктивно ведутся работы по следующим направлениям теория и практика ректификации нефтей и нефтяных фракций (научные группы профессоров Б К Марушкина и А А Кондратьева), научные исследования и разработка конструкций экстракционных аппаратов со струйным истечением фаз для крупнотоннажных производств (М 3 Максименко), разработка новых конструкций ректификационных колонн и контактных устройств (научная группа профессоров Б К Марушкина и К Ф Богатых), теория и практика экстракционной очистки и извлечения нефтепродуктов (научная группа доцента Г К Зиганшина), теория адсорбционной очистки технологических потоков (Н.А Самойлов) Материалы научных исследований широко внедрялись на нефтеперерабатывающих заводах страны в городах Уфе, Салавате, Ишимбае, Перми, Сызрани, Волгограде, Фергане, Ярославле, Москве и др )

В 1988 году кафедра получила новое наименование - кафедра нефтехимии и химической технологии Каждый десятый выпускник ее стал кандидатом наук, семидесятый - доктором наук

Во второй главе рассматривается научно-исследовательская работа ученых УНИ -УГНТУ в области углубления первичной переработки нефти на базе насадочных перекрестноточных ректификационных колонн и связь вузовской науки с производством Становление научно-исследовательской работы в области массообменных процессов берет свое начало в 1947 году, когда

в составе филиала МНИ им академика ИМ Губкина в г Уфе была создана кафедра технологии нефти и газа В это время к учебной работе привлекались инженеры нефтеперерабатывающих заводов и сотрудники научно-исследовательского института переработки. Одним из ведущих специалистов УНИ в этой области был Ё К Марушкин Далее его идеи продолжали и развивали доктора технических наук А А Кондратьев, Г Г Теляшев, К Ф Богатых, ГКЗиганшин, кандидаты технических наук И А Беликова, В.С.Пручай, Ф А Арсланов, М Н Миннулин и др

В 1950/51 учебном году была выполнена работа с серией расчетов составов дистиллята и остатка колонн С нее начались на кафедре и продолжались более двадцати лет исследования по разработке метода расчета режима минимального орошения и использованию этого крайнего режима ректификации смесей при исследовании массообменных процессов Ученые УНИ одними из первых в стране разработали алгоритм и программу расчета фракционирования нефти и продуктов ее переработки в простых и сложных колоннах

Была проведена модернизация тарелок нескольких нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) в 1968-1973 гт Большое место в научных поисках группы ученых занимала разработка метода оценки фракционирующего действия ректификационных и абсорбционных тарелок Не менее значимой была работа ученых, посвященная расчету состава циркулирующего абсорбента в системе абсорбер - десорбер Был предложен метод расчета потерь абсорбента широкого фракционного состава свежего абсорбента, приводящий к повышению температуры низа десорбента В 1960-е годы учеными УНИ был разработан способ повышения эффективности язычковых тарелок путем секционирования перфорированными перегородками

До сегодняшнего дня для нефтепереработчиков остается актуальной эксплуатация желобчатых тарелок Учеными УНИ была проделана большая работа по их модернизации

Дальнейшие исследования и разработки были направлены на усовершенствование клапанных тарелок. Перспективной конструкцией оказалась прямоточная клапанная тарелка с отбойниками, разработанная совместно с НовоУфимским НПЗ

Реконструкции ректификационного оборудования, проведенные с использованием разработок и рекомендаций ученых УНИ, проводились на заводах Уфы (Ново-Уфимский НПЗ, Уфимский НПЗ, Уфанефтехим), Омска, Орска, Перми, Волгограда, Куйбышева, Москвы, Оренбурга, Салавата, ПГкапово, Туймазов и др

В конце 1970-х гг на кафедре процессов и аппаратов УНИ образовалась небольшая исследовательская группа по изучению переработки нефти и разработки энергосберегающих технологий на базе насадочных ректификационных колонн

Высокая эффективность перекрестноточных насадочных колонн была подтверждена промышленной эксплуатацией этих колонн на предприятиях «Салаватнефтеоргсинтез», «Пермнефтеоргсинтез», «Орскнефтеоргсинтез», «Ярославнефтеоргсинтез», Московском и Уфимском НПЗ

Впервые в практике нефтепереработки была разработана в 1985 г. и внедрена на АВТ-4 ПО «Салаватнефтеоргсинтез» глубоковакуумная перекрестноточная насадочная колонна для разделения мазута (рисунок 2).

А-А

1- корпус колонны; 2-горизонтальные перегородки; 3-блоки насадок; 4-сливная планка; 5-9 штуцера для подачи сырья, вывода дистиллятных паров, подачи жидкостного орошения, подачи паров из кипятильника, вывода остатка соответственно;

Рисунок 2 - Перекрестноточная насадочная ректификационная колонна

В последние годы группе ученых под руководством профессора К.Ф.Богатых удалось с помощью перекрестноточных насадочных колонн решить целый комплекс задач по модернизации фракционирующего оборудования первичной переработки нефти для ОАО «Орскпефтеоргсинтез». Переоборудование тарельчатой вакуумной колонны К-4 позволило повысить отбор масляных дистилляторов, снизить показания цветности, перейти на многоуровневый отбор боковых погонов и др.

Впервые в нашей стране специалистами УГНТУ промышленная вакуумная колонна К-6 установки АВТ-4 ПО «Салаватнефтеоргсинтез» была полностью реконструирована в 1985 году.

В 1986 году на установке АВТ-1 Ново-Уфимского НПЗ при участии специалистов БашНИИНП и ВНИИ Нефтемаша учеными УНИ под руководством К.Ф.Богатых была внедрена энергосберегающая технология «сухой» глубоковакуумной перегонки мазута западно-сибирской нефти в противоточной насадочной колонне. На базе данных опытно-промышленного испытания установки АВТ-1 путем математического моделирования процесса ректификации мазута впервые рассчитаны основные тепломассообменные характеристики регулярной насадки конструкции ВНИИ Нефтемаша.

Результаты экспериментальной проверки были использованы на НПЗ, расположенных в городах Мажейкяй (Литва), Чимкент (Казахстан), Омск В сентябре 1992 года учеными была реконструирована с использованием регулярной насадки фирмы «СЬ^Ь» вакуумная колонна установки ЭЛОУ-АВТ-6 ОАО «Уфимский НПЗ» Отечественные перекрестноточные насадочные контактные устройства выгодно отличаются от регулярных насадок ведущих зарубежных фирм при сопоставимости технико-эксплуатационных показателей контактных устройств (таблица 2)

Таблица 2 - Техническая характеристика насадочных вакуумных колонн

Наименование Топливные колонны Масляные колонны

показателей К-6 АВТ-4 К-4 АВТ-1 К-10 ЭЛОУ- АВТ-6 К-5 АВТ-3 К-4 ЭЛОУ- АВТ-2 К-101 КМ-2 К-4 ЭЛОУ-АВТ-3

Год реконструкции 1985 1986 1992 1993 1992 1994 1994

Разработчик насадки

Ё К £ ВНИИ Нефтемаг Глитч Глитч УГНТУ I УГНТУ

Тип (название) насадки Перекрестно точная Ромбовидная Джемпак Джемпак Перекрестноточн ая Меллапак Перекрестно точная

Диаметр укреп части колонны, м 8,0 2,4/4,2 9,0 8,0 6,4 3,0/6,0 3,6/6,4

Число слоев насадки 2 3 4 4 4 5 5

Общ высота насадки, м - 4,655 7,04 5,76 - 6,9 -

Объем насадки, 57,5 28,16 313 131,6 52,5 137,2 122,2

Количество дистиллятных фракций 1 2 3 3 3 3 3

Производительность по мазуту при пром обследовании, т/ч 170 56,2 322,6 183,1 55 155,0 62/69

Сечение слоя насадки для прохода пара, м2 55,2 2,2/8,8 44,5 22,9 4,8/10,8 7,0/28,3 6,0/24,7

Тип распределителя жидкости Низконапорные Низконапорные Высоко и низконапорные Высоко и низконапорные Низконапорные Высоко и низконапорные Низконапорные

Подача водяного пара в низ вакуумной колонны нет нет да да да нет нет

В 1992 году при технической поддержке ученых УГНТУ была реконструирована первая масляная вакуумная колонна установки АВТ-2 «Орскнефтеоргсинтез» Первой основной атмосферной колонной установки АВТ, реконструированной в перекрестноточный насадочный аппарат, была колонна К-2 установки АТ-5 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» (1992 г)

В 1993-1994 годах колонны К-2 ЭЛОУ-АВТ-3 и ЭЛОУ-АВТ были реконструированы в насадочные перекрестноточные аппараты Примером реконструкции тарельчатых колонн в насадочные в нефтехимических процессах является колонна К-90/1 производства фенол-ацетон ОАО «Уфаоргсинтез»

Впервые в мировой практике нефтепереработки в 2000 году на ОАО «Орскнефтеоргсинтез»была разработана перекрестноточная насадочная колонна, в которой при повышенных производителыюстях по сырью реализуется принцип секционирования по жидкости

Реконструкция на ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез»была проведена в марте 2002 года, когда руководство предложило ученым УГНТУ решить задачу получения пропана высокой чистоты в существующей пропановой колонне Была проведена реконструкция вакуумной колонны К-4 установки ЭЛОУ-АВТ-3 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» В марте 2002 года в ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез» на установке ГФУ проведена реконструкция колонны К-1 на насадочный вариант работы В 2003 г. на ОАО «Орскнефтеоргсинтез» построен промышленный стенд для получения технических характеристик насадок на углеводородных смесях, параллельно была ддадрена ресурсо- и энергосберегающая технология стабилизации гидроочищенного бензина В июле 2004 г в ОАО «Саратовский НПЗ» пущена в эксплуатацию секция висбрекинга гудрона на установке ЭЛОУ-АВТ-6 В ООО «Ставролен» (г Буденновск) в 2004 году внедрен орошаемый каплеуловитель из перекрестноточной насадки в колонне щелочной очистки пирогаза установки пиролиза ЭП-250 В 2005 г на установке ЭЛОУ-АВТ ОАО «Орскнефтеоргсинтез» была успешно реконструирована схема теплообмена В 2006 г на установке ЭЛОУ-АВТ-3 ОАО «Орскнефтеоргсинтез» усовершенствована схема теплообмена для подогрева потоков сырой и обессоленной нефти

Обобщая результаты внедрения в промышленность разработок группы ученых УНИ - УГНТУ, следует отметить, что во всех рассмотренных объектах внедрения получены значительные положительные результаты повышение в 2 раза производительности колонн, повышение в 1,5-2 раза разделительной способности ректификационных колонн, снижение до 50% энергозатрат, повышение отбора и качества продуктов разделения и др Вклад ученых Республики Башкортостан в развитие науки в области массообменных процессов несомненен и представляет интерес с точки зрения истории науки и техники

В третьей главе рассматривается научно-исследовательская работа ученых УНИ- УГНТУ в области процессов экстракции В связи с уменьшением объема переработки нефти на НПЗ и увеличением потребности в высококачественных маслах перед нефтеперерабатывающей промышленностью была поставлена

важная народнохозяйственная задача - углубление переработки нефти В решении этой актуальной задачи важную роль были призваны сыграть процессы селективной очистки масляных фракций и деасфальтизации гудронов

В конце 1970-х годов созданная в УНИ группа экстракции под руководством доктора технических наук, профессора Г К Зиганшина начала исследования в области разработки эффективных массообменных контактных и распределительных устройств и новых технологий процесса жидкостной экстракции К такому оборудованию относятся контактные устройства пленочного типа (КУПТ) Подобного типа оборудование до начала исследований, проведенных доктором технических наук, профессором УНИ Г К Зиганшиным не было известно в отечественной и зарубежной практике жидкостной экстракции КУПТ обладали рядом преимуществ- высокой эффективностью, повышенным диапазоном устойчивой работы, возможностью регулирования сечения для движения взаимодействующих фаз по высоте экстрактора, большой гибкостью конструктивного оформления, высокой надежностью в работе и др

Были разработаны три вида контактных устройств пленочного типа, жидкостный экстрактор и ряд комбинированных распределителей жидкости На основе этих контактных и распределительных устройств Г К Зиганшиным были предложены и реализованы новые технологии жидкостной экстракции, которые позволили увеличить выход ценных масляных компонентов, получить рафинаты с высоким индексом вязкости, обеспечить эффективную работу экстракторов при низких загрузках по сырью и реализовать схемы с получением нескольких рафинатов и экстрактов, которые могут быть использованы не только в масляном производстве, но и в других технологических процессах

Большая часть разработок ГК.Зиганшина внедрена и успешно прошла промышленные испытания на ПО «Пермнефтеоргсинтез» Фактический экономический эффект составил 0,99 млн руб в ценах 1989-1990 гг; на АО «Ново-Уфимский НПЗ» внедрение новых элементов технологии узла экстракции двух установок позволило получать более качественные рафинат и экстракт, увеличить массовый выход деасфальтизата и рафината, выработку масла, на АО «Уфанефтехим» успешно функционируют два экстрактора с КУПТ на двух установках фенольной очистки масляных фракций, на АО «Ангарская нефтехимическая компания» (г Ангарск) экономический эффект за 1995 -1996 гг составил 9 360,138 млн руб

НА Самойловым в период 1972-1995 гг были разработаны технология нанесения катализаторных покрытий на пористые металлические носители, 11 конструкций адсорберов, реакторов и пробоотборников, пилотная установка для исследования жидкофазных адсорбционных процессов с высотой слоя адсорбента до 8 м, а также методы расчета и оптимизации адсорбционных и термокаталитических аппаратов, метод расчета длины зоны массопередачи

В данной главе представлены некоторые результаты тридцатилетних исследований процесса термокаталитической очистки отходящих газов от органических веществ, выполненных под руководством доктора технических наук Н.А Самойлова и доцента Р X Мухутдинова в период 1970-2002 гг. Исследования были направлены прежде всего на определение технологических и физико-

химических параметров процессов очистки отходящих газов, разработку их аппаратурного оформления и решение некоторых теоретических проблем, связанных с задачами математического моделирования и оптимизации работы реакторов

За период 1996-2005 гг профессором НА Самойловым проделана следующая научно-исследовательская работа исследована теория адсорбции, разработаны принципы секционирования экстракционных аппаратов, сформулирована теория аномальной высокотемпературной адсорбции, оптимизированы адсорбционные процессы с поиском наилучшего технологического режима в конкретной ситуации, разработана модель динамики адсорбции на основе кинетических представлений

В период 2005-2006 1т ООО «Северо-западный магистральный нефтепровод» (г Бугульма) была выпущена опытная партия механического нефтесборника, разработанного при непосредственном участии профессора Н.А Самойлова

В связи с необходимостью уменьшения капиталовложений на единицу продукции, повышения эффективности производства и производительности труда, снижения материалоемкости и теплоэнергетических затрат в условиях интенсивного развития химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и смежных отраслей промышленности большое внимание уделялось использованию высокоэффективных агрегатов высокой единичной мощности, в том числе и экстракционного оборудования„;

Широкое распространение процесса жидкостной экстракции привело к созданию в УНИ группой ученых под руководством и при непосредственном участии М 3 Максименко группы высокоэффективных и надежных аппаратов со струйно-направленной (Х-образной, ЭХН) насадкой и секционированных с возвратно-поступательным ходом тарелок (ЭВПТ)

Отличительной особенностью аппаратов являлось то, что оба вида массообменных элементов могут методом конвертирования и агрегатирования образовывать производные аппараты Так, например, Х-образная насадка (рисунок 3) находит применение в пульсационных и центробежных экстракторах, в теплообменниках и может использоваться в абсорберах и ректификационных колоннах

Рисунок 3 - Общий вид насадки, расположенной внутри аппарата

Перфорированные элементы, совершающие возвратно-поступательное движение, могли быть использованы как распределители потоков на входе фаз и по высоте аппарата, а с применением плавающей насадки образовывали новый вибронасадочный аппарат, работающий в режимах стационарной и подвижной насадки, а также вибропульсационном, вибронасосном и виброкипящем. Кроме того, указанные массообменные элементы могли образовывать комбинированные экстракторы (Х-образные + ЭВПТ, ситчатые + ЭВПТ и др.). Аппараты обладали высокой эффективностью и надежностью.

В период с 1960-1970 гг. в Уфимском нефтяном институте на кафедре «Машины и аппараты химических производств» М.З.Максименко проводились исследования работы экстракционных аппаратов и разработка их новых конструкций. На основании исследований был предложен полный расчет экстракторов с новой насадкой.

В период с 1970-1976 гг. около четырнадцати экстракционных аппаратов с Х-образной насадкой были внедрены в производство на нефтеперерабатывающих заводах страны: ордена Ленина Ново-Уфимском, Уфимском им.XXII съезда КПСС, Ново-Горьковском,Орском, Стерлитамакском и др.

Модель экстрактора с Х-образной насадкой экспонировалась на ВДНХ в 1972 году. Данная конструкция была отмечена серебряной медалью.

В результате исследований, поисков и решений ученых УНИ при непосредственном участии и руководстве М.З.Максименко был сконструирован и прошел промышленные испытания на Ново-Уфимском нефтеперерабатывающем заводе экстрактор с вибрирующими тарелками; были получены положительные результаты. Прошел промышленное испытание вибронасадочный экстрактор диаметром 3,0 м. С положительной стороны зарекомендовали себя экстракторы с возвратно-поступательным ходом тарелок на очистке сточных вод на заводе СК и синтеза спиртов (рисунок 4). Аппараты с плавающей или кипящей насадкой также внедрены учеными УНИ и работают на двух промышленных установках НовоУфимского нефтеперерабатывающего завода.

Рисунок 4 - Схема экстракционных колонн с возвратно-поступательным ходом тарелок

Были разработаны рабочие чертежи комбинированных экстракторов для процессов селективной очистки масел фенолом, деасфальтизации пропаном X-образной, вибрирующих тарелок и подвижной насадки, проектная документация передана на нефтеперерабатывающие , заводы Ново-Уфимский, НовоКуйбышевский, Ферганский, Омский им ХХП съезда КПСС, Пермский

Сведения о внедренных в промышленность экстракционных аппаратах, приведены в таблице 3

За период с 1960-1976 гг группой ученых УНИ под руководством М 3 Максименко

- разработано несколько промышленных вариантов экстракционных колонн с Х-образной насадкой, внедрены в производство и проведены их испытания Показано, что новые массообменные устройства обладают высокой эффективностью и производительностью на 30-50% выше насадочных и с ситчатыми тарелками,

- при проведенных промышленных испытаниях насадочных колонн и колонн с перфорированными тарелками доказано, что большая эффективность достигается в колоннах с насадкой

разработаны конструкции промышленных экстракторов с подпружиненными опорами для вибрирующих тарелок и вибронасадочного, проведены промышленные испытания в колоннах диаметром 3,0 м Показано, что экстракторы интенсифицируют процесс массопередачи, потребляют незначительное количество энергии, имеют высокую надежность и могут быть использованы в колоннах любого диаметра,

- разработана новая конструкция приводного механизма для экстракторов с возвратно-поступательным ходом тарелок и вибронасадочных

проведен теоретический анализ течения жидкостей через перфорированные диски, совершающих возвратно-поступательное движение с протоком и без протока сплошной среды На основании экспериментальных

данных получена обобщенная зависимость для определения коэффициента расхода

С исторической точки зрения научно-исследовательская работа ученых УНИ - УГНТУ представляет большой интерес Экономический эффект от внедренных разработок на различных НПЗ страны за шесть десятилетий существования вуза подтверждает высокий уровень научного потенциала УНИ -УГНТУ

Таблица 3 - Сведения о внедренных в промышленность экстракционных аппаратах

Предприятие Система Диаметр/ Высота, м Тип контактирующих элементов

НУНПЗ Масло-фенол 2,6/22 Х-образная

НУНПЗ Масло-фенол 3,0/10 Х-образные + плавающие

НУНПЗ Масло-фенол 2,6 /22 Насадка керамическая + плавающая

НУНПЗ Масло-фенол 3,0/17,5 Керамическая + плавающая + вибронасадочная

Орский НПЗ Масло-фенол 3,0/10 Насадка + вибрирующие

Горьковский НПЗ Масло-фенол 2,6/22 Х-образная

Горьковский НПЗ Масло-фенол 3,0/10 Х-образная

Омский СК Очистка воды 0,3/6 Х-образная

Уфимский НПЗ Масло-фенол 2,6/22 Вибрирующие тарелки

Стерлитамакский завод СКИ Получение 0,5/18 Х-насадка

Уфимский завод синтетического спирта Очистка воды 0,4/12 Х-насадка Вибрирующие тарелки + сетчатые

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Исследована роль образования в обеспечении потребностей предприятий топливно-энергетического комплекса На основе архивных данных показано, что появление высшей нефтяной школы в стране решило вопрос обеспечения инженерными кадрами динамично развивающихся нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности

2 Систематизированы и обобщены результаты исследований и внедрения в промышленность разработок ученых УГНТУ по регулярным перекрестноточным насадкам, использование которых позволило повысить производительность ректификационных колонн в 2 раза, разделительную способность в 1,5- 2 раза, снизить энергозатраты до 50%, повысить отбор и качество продуктов разделения

3 Рассмотрены пути научно-технического совершенствования технологии жидкостной экстракции на основе новых контактных и распределительных устройств, использование которых позволило увеличить выход ценных масляных компонентов, обеспечить эффективную работу экстракторов при низких загрузках по сырью и реализовать схемы с получением нескольких рафинатов и экстрактов, которые могут быть использованы не только в масляном производстве, но и других технологических процессах

4 Систематизированы и обобщены результаты научно-исследовательской работы в области глубокой очистки технологических потоков Очистка исходного сырья и промежуточных потоков позволяет повысить эффективность каталитических и массообменных процессов Очистка целевых продуктов, улучшая их качество, влияет на сортность и цену товарной продукции Уровень очистки отходящих газов и сточных вод формирует экологическое состояние окружающей среды

5 Проанализированы результаты внедрений разработанной учеными УГНТУ технологии осушки воздуха силикагелем в адсорберах, которые показали, что рекомендованная технология позволяет в два раза снизить энергозатраты на охлаждение воздуха, поступавшего в адсорбер и последующий подогрев осушенного воздуха

6 Рассмотрены результаты исследований в области глубокой термокаталитической очистки отходящих газов в пластинчато-каталитических реакторах, реализация которых позволяет интенсифицировать работу катализатора за счет гетерогенно-гомогенного режима окисления примесей

7 На основе архивных материалов, научно-технических публикаций оценен вклад ученых УНИ - УГНТУ в решение проблем интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки

Содержание работы опубликовано в 16 научных трудах, из которых первых 2 помещены в изданиях, включенных в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в Российской Федерации в соответствии с требованиями ВАК Министерства образования и науки РФ

1 Марешова Л А Научные исследования и разработка конструкций экстракционных аппаратов со струйным истечением фаз для крупнотоннажных производств учеными У НИ в 1960-1970 гг/ Л А Марешова, ЛЗРольник, А Э Караев//История науки и техники -2007 -№12 -С 99-100

2 Марешова Л А Практическая связь вузовской науки с производством Результаты оборудования промышленных вакуумных колонн регулярными насадками различных типов/Л А Марешова, К Ф Богатых //История науки и техники - 2006 -№2 - С 128-130

3 Марешова Л.А Первые высшие учебные заведения нефтяного профиля в Республике Башкортостан/Л А Марешова, Д Л Рахманкулов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова //Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы IV Междунар науч конф., посвящ 55-летию УГНТУ -Уфа Изд-во «Реактив», 2003 -Т 1 -С 3-5

4 Марешова Л А Возникновение высшего нефтяного " образования в Республике Башкортостан /Л А Марешова, Д Л РахманкуЯов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова //Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы IV Междунар науч конф , посвящ 55-летию УГНТУ -Уфа Изд-во «Реактив», 2003 -1 1-С 8-10

5 Марешова Л А Филиалы Московского нефтяного института имени академика Губкина в Башкортостане . в , годы Великой Отечественной войны /Д Л Рахманкулов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова, Л А Марешова //Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Международ науч. конф по истории науки и техники -Уфа Изд-во «Реактив», 2004 - Т 1-С 22

6 Марешова Л А Исторические этапы становления нефтяного образования Башкортостане в годы Великой Отечественной войны /Д Л Рахманкулов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова, Л А Марешова //Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Международ науч конф по истории науки и техники -Уфа Изд-во «Реактив», 2004 - Т 1-С 24

7 Марешова Л А Исторические предпосылки создания Восточного нефтяного института в Уфе 1 Д Л Рахманкулов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова, Л А Марешова //Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Международ науч конф по истории науки и техники -Уфа Изд-во «Реактив», 2004 - Т 1-С 16

8 Марешова Л А Состояние и перспективы развития нефтяной отрасли в первые годы Великой Отечественной войны, послужившие предпосылками для возникновения высшей нефтяной школы в Башкортостане / Д Л Рахманкулов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова, Л.А Марешова // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Международ науч конф по истории науки и техники -Уфа Изд-во «Реактив», 2004 - Т 1-С 41

9 Марешова Л А Стерлитамакско-Ишимбайский филиал Московского нефтяного института им академика Губкина- первый нефтяной Вуз

Башкортостане/Д JI Рахманкулов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова, Л А Марешова //Мировое сообщество проблемы и пути решения - 2004 -С 17-21

10 Марешова Л А Состояние и перспективы развития нефтяной отрасли в первые годы Великой Отечественной войны, послужившие предпосылками для возникновения высшей нефтяной школы в Башкортостане / Д Л Рахманкулов, Л 3 Рольник, Г Г Ягафарова, Л А Марешова //Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Междунар науч конф по истории науки и техники -Уфа Изд-во «Реактив», 2005 -Т 1 -С 111-115

11 Марешова Л А Исторические предпосылки создания Восточного нефтяного института в Уфе /Д Л Рахманкулов, Л.З Рольник, Г Г Ягафарова, Л А Марешова // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Междунар науч конф по истории науки и техники -Уфа Изд-во «Реактив», 2005 -Т 1 -С 115-117

12.Марешова Л А Развитие химической промышленности в Республике Башкортостан в планах второй пятилетки развития народного хозяйства СССР /Рахманкулов Д Л , Б У Имашев, Ф Н Латыпова, Л А Марешова, Р М Мазитов // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Междунар. науч конф по истории науки и техники -Уфа Изд-во «Реактив», 2005 -Т 1 -С 136-142

13.Марешова Л А Учебные заведения химико-технологического и нефтехимического профиля БАССР в планах развития народного хозяйства СССР во второй пятилетке (1932-1937)/Рахманкулов ДЛ, Б У Имашев, ФН Латыпова, Л А Марешова, РМ Мазитов // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Междунар науч конф по истории науки и техники -Уфа- Изд-во «Реактив», 2005 -Т 1 -С 142144

14 Марешова ЛАК истории образования средних и высших технических учебных заведений в республике Башкортостан в годы выполнения второго (19331937гг) пятилетнего плана развития народного хозяйства / Рахманкулов ДЛ, Ишбулатов Р Ф , Л А Марешова // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы V Междунар науч конф по истории науки и техники -Уфа: Изд-во «Реактив», 2005 -Т 1 -С 144-147

15 Марешова Л А Л История разработки и результаты внедрения новых технологий и контактных насадочных устройств/Л А Марешова, К Ф Богатых, Л 3 Рольник//Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела материалы III Всерос. науч конф «Теория и практика массообменных процессов хим технологии» - Уфа Изд-во УГНТУ, 2006 -Т 1 -С 47-48

16 Марешова Л А , Богатых К Ф, Рольник Л 3 , Ягафарова Г Г Результаты внедрения в промышленность разработок по регулярным перекрестноточным насадкам учеными Уфимского государственного нефтяного технического университета // © Нефтегазовое дело, электронный журнал http //www ogbus ru

II'

Подписано в печать 18 02 08 Бумага офсетная Формат 60x80 1/16 Гарнитура «Тайме» Печать трафаретная Уел - печ л 1 Тираж 90 Заказ 39

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес типографии 450062, Республика Башкортостан, г Уфа, ул Космонавтов, 1

Заключение научной работыдиссертация на тему "Интенсификация процессов нефтехимии и нефтепереработки"

1. Исследована роль образования в обеспечении потребностей предприятий топливно-энергетического комплекса. На основе архивных данных показано, что появление высшей нефтяной школы в стране решило вопрос обеспечения инженерными кадрами динамично развивающихся нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.2. Систематизированы и обобщены результаты исследований и внедрения в промышленность разработок ученых УГНТУ по регулярным перекрестноточным насадкам, использование которых позволило повысить производительность ректификационных колонн в 2 раза, разделительную способность в 1,5— 2 раза, снизить энергозатраты до 50%, повысить отбор и качество продуктов разделения.3. Рассмотрены пути научно-технического совершенствования технологии жидкостной экстракции на основе новых контактных и распределительных устройств, использование которых позволило увеличить выход ценных масляных компонентов, обеспечить эффективную работу экстракторов при низких загрузках по сырью и реализовать схемы с получением нескольких рафинатов и экстрактов, которые могут быть использованы не только в масляном производстве, но и других технологических процессах.4. Систематизированы и обобщены результаты научно—исследовательской работы в области глубокой очистки технологических потоков. Очистка исходного сырья и промежуточных потоков позволяет повысить эффективность каталитических и массообменных процессов. Очистка целевых продуктов, улучшая их качество, влияет на сортность и цену товарной продукции. Уровень очистки отходящих газов и сточных вод формирует экологическое состояние окружающей среды.5. Проанализированы результаты внедрений разработанной учеными УГНТУ технологии осушки воздуха силикагелем в адсорберах, которые показали, что рекомендованная технология позволяет в два раза снизить энергозатраты на охлаждение воздуха, поступавшего в адсорбер и последующий подогрев осушенного воздуха.6. Рассмотрены результаты исследований в области глубокой термокаталитической очистки отходящих газов в пластинчато-каталитических реакторах, реализация которых позволяет интенсифицировать работу катализатора за счет гетерогенно-гомогенного режима окисления примесей.7. На основе архивных материалов, научно-технических публикаций оценен вклад ученых УНИ - УГНТУ в решение проблем интенсификации процессов нефтехимии и нефтепереработки.