Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 111020


Наименование:


Диплом Моделирование и оптимизация процесса фракционирования продуктов комплекса по переработке сланцев

Информация:

Тип работы: Диплом. Добавлен: 13.1.2018. Сдан: 2015. Страниц: 56. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 7
1.1 Запасы и месторождения горючих сланцев 7
1.2 Состав и свойства горючих сланцев 8
1.3 Промышленное использование горючих сланцев 12
1.4 Технологии переработки горючих сланцев 14
1.4.1 Метод «Фрекинг» 16
1.4.2 Газогенераторные станции. Метод «Кивитер» 17
1.4.3 Установка с твёрдым теплоносителем. Метод «Галотер» 17
1.4.4 Процессы переработки сланца в КНР 19
1.4.5 Процесс «Парахо» 20
1.4.6 Процесс «Петросикс» 20
1.4.7 Процесс «Тоско - 2» 21
1.4.8 Процесс «Лурги - Рургаз» (ЛР) 21
1.5 Технология переработки сланцевой смолы 22
1.6 Продукция сланцеперерабатывающего завода VKG Oil As 24
2 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА 28
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 29
3.1 Описание технологического процесса отделения конденсации цеха «Petroter» 29
3.1.1 Общее назначение производства 29
3.1.2 Описание технической схемы отделения конденсации 29
3.2 Разработка модели 42
3.3 Проверка адекватности 43
3.4 Расчётные исследования 44
4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 55
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 56
ПРИЛОЖЕНИЕ А 57


ВВЕДЕНИЕ
Горючий сланец относится к твёрдым природным энергоносителям. Горючий сланец - полезное ископаемое, глубина залегания которого находится в довольно широком диапазоне: от 150 до 4100 м. Сланец обычно состоит из органического вещества (10 - 50% по массе) и минеральной части. Этот природный ресурс представляет как химическую, так и минеральную промышленную ценность, так как в нём присутствует довольно большой спектр органических соединений. Горючий сланец применяют для энергетических и технологических целей: как топливо в производстве тепло- и электроэнергии (при прямом сжигании), как сырье для получения жидкого топлива (при переработке его продуктов пиролиза), а также является сырьем для химической, металлургической и строительной отраслей. В некоторых странах сланцы рассматриваются как реальный заменитель нефти, источник получения синтетических жидких топлив.
Существует несколько определений понятия «горючие сланцы». Сланцы - это глинистые, известковые или кремнистые, плотные тонкослоистые, при выветривании листоватые или массивные осадочные горные породы от желтоватого до коричневого и синевато-серого цвета. Их отличительным признаком является то, что они содержат органическое вещество (от 15 до 40 процентов), которое придаёт им горючесть. Органическая составляющая горючих сланцев - это так называемый кероген - природный полимерный органический материал с высокой молекулярной массой (более 1000 г/моль). Его содержание составляет обычно от 10 - 15 до 40 - 50 %. Иногда доля органического вещества может быть значительно больше (например, в австралийских сланцах) и достигать 60 - 80%. При содержании органического вещества менее 5 % говорят о рассеянной форме его присутствия в породе. Таким образом, горючие сланцы - это тесно связанная смесь органических и неорганических веществ.
В 1912 году профессор Крум-Броун предложил называть органическое вещество шотландских горючих сланцев керогеном, что в переводе с греческого означает «воск рождающий». Позднее керогеном стали называть органическое вещество сланцев во всех странах. Кероген способен давать при нагревании жидкость, напоминающую нефть, которую называют сланцевой нефтью, или сланцевой смолой.
Органическое вещество горючих сланцев образовано преимущественно сапропелевым материалом и имеет водорослевое происхождение. Предполагается, что в образовании керогена принимали участие главным образом липиды водорослей. В ряде случаев исходное водорослевое органическое вещество подвергалось био- и геохимическим преобразованиям.
В настоящее время существует несколько способов получения продуктов из горючих сланцев. Первый способ состоит в шахтной добыче сланцевого камня с дальнейшим сжиганием его, и разделением полученных продуктов в колонне. В США активно используется технология гидроразрыва сланценосного пласта, с целью получения сланцевого газа.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Запасы и месторождения горючих сланцев
Сведения о мировых запасах горючих сланцев противоречивы. По ориентировочным расчётам общие запасы сланцев, содержащих от 10 до 65 % органического вещества, превышают 1500 млрд. тонн. По оценке специалистов, запасы сланцев (в расчёте на сланцевую смолу) превышают 550 млрд. тонн. Управление энергетической информации США (ENI) оценивает извлекаемую из сланцев нефть в 370 млрд. тонн. К этому следует добавить, что многие сланцевые месторождения могут содержать природный сланцевый газ, мировые ресурсы которого оцениваются примерно в 200 - 460 трлн. м3.
Основные ресурсы (около 430 - 450 тонн) сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг), на втором месте идёт Россия, на третьем - Бразилия. Распределение запасов горючих сланцев между континентами в расчете на сланцевую смолу показано в таблице 1.

Таблица 1 - Распределение мировых ресурсов сланцевой смолы по континентам
Континент Ресурсы
млрд. т %
Азия 500 34
Африка 370 25
Северная Америка 220 15
Южная Америка 180 12
Европа 120 8
Австралия 90 6


Крупные месторождения горючих сланцев находятся на территории Эстонии, Беларуси, Казахстана и Узбекистана. К разработке горючих сланцев в ближайшее время готовятся приступить в Польше. Месторождениями горючих сланцев располагают Канада, Китай, Великобритания, Швеция, ФРГ, Испания, Австрия, Югославия, Египет, Мали, Сомали и другие страны.
В России залежи сланцев распределяются по различным бассейнам. Прибалтийский бассейн занимает ведущее место в РФ по объёму залежей сланцев, которые обладают особой ценностью по содержанию органической массы и вещественному составу, являющиеся одними из лучших горючих сланцев в мире. Бассейн расположен в пределах Ленинградской, Псковской и Новгородской областей.
В состав Волжского бассейна входят месторождения, находящиеся на территории Саратовской, Куйбышевской, Ульяновской и Оренбургской областей. Горючие сланцы обнаружены здесь на глубине от 10 до 300 м. Качество горючих сланцев непостоянно даже в пределах одного месторождения. Отличительной особенностью волжских сланцев является высокое содержание серы (от 2 до 6 - 10 %), большая часть которой входит в состав органического вещества и не может быть удалена при обогащении.
Вычегодский бассейн является северным продолжением Волжского и геологически объединяется с ним, простираясь от Баренцева моря до Каспийского. Бассейн расположен в пределах республики Коми, Архангельской и Кировской областей. Горючие сланцы бассейна характеризуются выходом смолы 5 - 15 % и содержанием серы 1,2 - 4,5 %.
Тимано-Печорский бассейн примыкает к Вычегодскому и также располагается на территории республики Коми и Архангельской области. Глубина залегания сланца здесь изменяется от 1 - 2 до 250 - 280 м. Бассейн характеризуется малосернистыми сланцами (менее 2 %) [1].
1.2 Состав и свойства горючих сланцев
Состоят горючие сланцы из смеси неорганических и органических веществ. Неорганических, по массе больше (60 - 85 %) и они представлены в основном карбонатными и глинистыми минералами. Первые - это кальцит и доломит в различных соотношениях, вторые - гидрослюды и монтмориллонит. В сланцах также содержится кварц, полевые шпаты, пирит и соединения многих других элементов, в том числе редких - урана, ванадия, молибдена, рения. Органическая составляющая сланца, как было отмечено ранее, называется керогеном. Он нерастворим в обычных органических растворителях и водном щелочном растворе, а каждая его молекула является уникальной, поскольку представляет собой случайное сочетание различных мономеров. Кероген является высокомолекулярным гетероатомным веществом сложного строения. При нормальных температуре и давлении лишь небольшая часть его извлекается растворителями. Нерастворимость основной массы керогена дает основание полагать, что его макромолекулы имеют пространственную структуру и относительно большие размеры. Химическое строение керогена установлено лишь на уровне гипотетических представлений. Его структуру представляют в виде макромолекулы, составленной конденсированными карбоциклическими ядрами, соединёнными гетероатомными связями или алифатическими цепочками. По элементному составу кероген сланцев более близко, чем остальные виды горючих ископаемых, стоит к нефтям и характеризуется сравнительно высоким содержанием водорода (8,5 - 11 %) и углерода (66,5 - 79,7 %), а также небольшим содержанием кислорода (в среднем 5 - 12 %). В сланцах также может содержаться сланцевый газ, состоящий преимущественно из метана.
Основными свойствами горючих сланцев являются выход смолы, содержание серы, теплота сгорания и содержание влаги [2].
Выход смолы.
Смола является наиболее ценным продуктом переработки горючих сланцев. Выход её различен, он определяется содержанием органического вещества в сланце. В зависимости от месторождения сырья выход может достигать 20 - 30 % или же не превышать 2 %. Так же сланцевые смолы имеют различный фракционный состав. Содержание бензиновой фракции (которая выкипает до 200 °C) может достигать от 5 до 25 %. Дизельная фракция (интервал кипения 200 - 325 °C) является основной составляющей массы сланцевой смолы, её содержание примерно 40 %, но в некоторых смолах может быть и 60 %. Тяжелый остаток (температура выкипания выше 325 °C) составляет 25 - 30 %. По своему химическому составу смолы могут быть разделены на 3 типа: парафинистые (близки по свойствам к парафинистым нефтям), высокосернистые и с повышенным содержанием фенолов.
Содержание серы.
Сера в горючих сланцах, как и в других твёрдых топливах, находится в сульфидной (пиритной), органической и сульфатной формах. Горючие сланцы значительно различаются по содержанию серы, так и по соотношению её отдельных форм. Сланцы Эстонского месторождения содержат сравнительно немного серы, которая находится в основном в сульфидной форме. Высокосернистые сланцы Волжского бассейна характеризуются повышенным содержанием органической серы. С увеличением содержания органического вещества возрастает общая сернистость волжских сланцев. Среднее содержание серы в горючих сланцах основных месторождений показано в таблице 2.

Таблица 1 - Среднее содержание серы в горючих сланцах основных месторождений
Месторождение сланцев Среднее содержание серы, %
Болтышское (Украина) 1,5
Кендерлыкское (Казахстан) 0,6 - 1,3
Фушунь (КНР) 0,5
Грин Ривер (США) 0,5 - 1
Ирати (Бразилия) 2 - 4


Содержание влаги.
Влажность горючих сланцев зависит от их состава, степени обводнённости месторождения и способа его разработки. В России влажность сланцев определяется по ГОСТ 11014-2001. Техническими требованиями к горючим сланцам нормируется показатель общей влаги (сумма внешней и гироскопической влаги) в рабочем состоянии топлива . Естественная влажность Эстонских сланцев составляет 10 -15 %.
Эти же пределы характеризуют и их предельную влажность. У горючих сланцев Ленинградского месторождения предельное влагосодержание составляет 10 - 11,5 %, а у вмещающих их известняков 2,6 - 3,3 %. Способность горючих сланцев удерживать воду сравнительно слаба.
Таблица 2 - Показатель общей влаги основных месторождений горючих сланцев
Месторождение сланцев Показатель общей влаги, %
Болтышское (Украина) 30
Кендерлыкское (Казахстан) 1 - 6
Фушунь (КНР) 5
Грин Ривер (США) 1
Ирати (Бразилия) 16 - 20
Волжское (Россия) 16 - 29

Теплота сгорания.
Теплота сгорания горючих сланцев зависит в основном от содержания в них органического вещества. Её определяют по ГОСТ 147-95 измерением количества теплоты, выделяемой единицей массы сланца при полном сжигании в калориметрической бомбе. Для оценки качества сланцев используют показатели высшей удельной теплоты сгорания по бомбе в расчете на сухой сланец и низшей удельной теплоты сгорания для рабочего состояния топлива [3].

Таблица 3 - Средние теплоты сгорания горючих сланцев основных месторождений
Месторождение сланцев Средняя удельная теплота сгорания, МДж/кг
Болтышское (Украина) 11
Кендерлыкское (Казахстан) 6 - 13
Фушунь (КНР) 4 - 6
Грин Ривер (США) 4 - 6
........


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Бушнев, Д. А., Химическая структура керогена и условия его формирования [Текст] : учеб. пособие / Д. А. Бушнев, Н. С. Бурдельная - Сыктывкар.: Геология и геофизика, 2009. - 822 - 829 с.
2 Стрижакова Ю.А. Горючие сланцы. Генезис. Составы. Ресурсы [Текст] : учеб.пособие / Ю.А Стрижакова - М.: Недра, 2008. - 120 с.
3 Коллеров Д.К. Физико-химические свойства жидких сланцевых и каменноугольных продуктов [Текст] : Д.К Коллеров - Л.: Госттоптехиздат, 1951. - 251 с.
4 Кузнецов, Д.Т. Энергохимическое использование горючих сланцев [Текст] : учеб.пособие / Д.Т Кузнецов - М.: Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР, 1978. - 157 с.
5 Рудин, М.Г., Серебрянников, Н.Д. Справочник сланцепереработчика [Текст] : учеб. пособие / М.Г. Рудин - Л.: Химия, 1988. - 256 с.
6 Мановян, А.К. Технология переработки природных энергоносителей [Текст] : учеб.пособие / А.К.Мановян. - М.: Химия, 2004. - 456 с.
7 Гаврилов А.Д, Королева Н.В. Переработка твердых природных энергоносителей [Текст] / Н.Г.Дигурова. - М.: РХТУ им Д.И Менделеева, 2001. - 160 с.
8 Коллеров Д.К., Зеленин Н.И. Химия и технология переработки сланцев [Текст] : учеб. пособие / Д.К Коллеров., Г.Н Гарновская - Л.: Госттоптехиздат, 1954. - 298 с.
9 Петухов, Е. Совершенствование технологии сланцепереработки и новые направления использования сланцепродуктов [Текст] : учеб.пособие / Е. Петухов, К.Соо. - Кохтла-Ярве.: Научно-исследовательский институт сланцев, 1988. - 108 с.
10 Сланцеперерабатывающий завод VKG OIL AS. [Электронный ресурс] / Режим доступа: < rus> (дата обращения: 17.05.2015)



Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.