ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОСТАТОЧНОГО ТЯЖЁЛОГО ГЕКСАНА – ОТХОДА СП ООО «UZ-KOR GAS CHEMICAL»

АННОТАЦИЯ

Бурное развитие химической и нефтегазовой промышленности в мире привело к увеличению спроса на присадки для автомобильного топлива, повышающие их октановое число. Определены относительная плотность, вязкость, температура вспышки, фракционный состав, содержащиеся механические примеси и содержание воды гексана, выходящего как отход основного цеха по производству полипропилена СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical», выбранного в качестве объекта исследования. Полученные результаты свидетельствуют о том, что изучен фракционный состав, температура фракционирования, процентная концентрация полученной фракции, а также полностью проанализированы качественные показатели проб тяжелого гексана из основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical».

ABSTRACT

The rapid development of the chemical and oil and gas industries in the world has led to an increase in demand for additives for automobile fuels that increase their octane number. The relative density, viscosity, flash point, fractional composition, mechanical impurities contained and water content of hexane released as a waste from the main polypropylene production workshop of the Uz-Kor Gas Chemical LLC JV, selected as the object of study, were determined. The results obtained indicate that the fractional composition, fractionation temperature, percentage concentration of the resulting fraction have been studied, and the quality indicators of heavy hexane samples from the main polypropylene workshop of the Uz-Kor Gas Chemical LLC JV have been fully analyzed.

Ключевые слова: тяжелый гексан, отходы, фракционный состав, механические примеси, относительная плотность, кинематическая вязкость, динамическая вязкость, парафин, остаток, сырье, температура кипения, температура вспышки, содержание воды, содержание серы, содержание хлористых солей.

Keywords: heavy hexane, waste, fractional composition, mechanical impurities, relative density, kinematic viscosity, dynamic viscosity, paraffin, residue, raw materials, boiling point, flash point, water content, sulfur content, chloride salt content.

Введение. В третьем направлении «Стратегии действий» по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан указаны задачи дальнейшей модернизации и диверсификации отрасли путем перевода высокотехнологичных обрабатывающих производств на качественно новый этап, направленный на быстрое развитие производства готовой продукции с высокой добавленной стоимостью, прежде всего, на основе глубокой переработки местного сырья.

В период роста потребности в топливе в отраслях народного хозяйства нашей страны, одним из важнейших факторов является глубокая переработка остатков, образующихся на действующих в нашей республике газохимических комплексах и нефтегазоперерабатывающих заводах на основе современных технологий и производстве топливной продукции, соответствующей требованиям международных стандартов с высокой экономической эффективностью. В настоящее время одной из важных проблем в нефтегазовой отрасли является предотвращение образования остатков, а также изучение их состава. Необходимо учитывать взаимосвязь разработки технологии получения присадок, повышающих октановое число для автомобильного топлива на основе остаточного тяжелого гексана, с достижением экономической и экологической эффективности. Гексан используется в виде суспензии в основном цеху по производству полипропилена СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical». Большую часть выходящего в процессе гексана повторно очищают, а оставшиеся тяжелые остатки гексана и полимера удаляют из процесса. На сегодняшний день актуальной проблемой является образование тяжелого гексана в основном полипропиленовом цехе предприятия и его предотвращение.

Во многих странах мира централизованный сбор остаточного тяжелого гексана пока не налажен.

Компоненты и свойства остаточного тяжелого гексана, их качественный и количественный состав изучаются многими учеными мира [6].

Объект и методы исследования. В качестве объекта исследования были использованы образцы тяжелого гексана из основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical».

При проведении исследований использованы современные аналитические методы определения физико-химических свойств тяжелого гексана, выходящего из основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical», в соответствии с мировыми (ГОСТ, ASTM) и государственных стандартов. Проанализированы следующие физико-химические свойства остаточного тяжелого гексана, выбранного в качестве объекта исследования:

- относительная плотность. Определение плотности тяжелого гексана, который в агрегатном состоянии является жидким и выделяется в виде остатка основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical», проводилось ареометрическим методом. Определение плотности тяжелого гексана, использованного в данном эксперименте в качестве остатка основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical», проводилось согласно требованиям стандарта ГОСТ 3900-2022. В ходе проведения эксперимента был отобран цилиндрический контейнер и помещен в него тяжелый гексан из основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical». Затем температуру в водяной бане поддерживали на уровне 20°С, опускали ареометр по центру сосуда и по его показателю определяли, что плотность вещества равна 708,7 кг/м³ [4].

- кинематическая вязкость. Одним из распространенных методов определения кинематической вязкости нефти и нефтепродуктов является применение вискозиметров. В данном эксперименте определение кинематической вязкости тяжелого гексана, выходящего из основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical», проводилось по стандарту ГОСТ 31391 – 2020. Этот стандарт позволяет определять вязкость бесцветных и цветных нефтепродуктов. Кинематическая вязкость определялась с помощью стеклянного капилляра-вискозиметра, времени прохождения определенного объема продукта через стеклянную капиллярную трубку за счет собственного веса и постоянных показаний вискозиметра. Эксперимент выполнен согласно требованиям стандарта ГОСТ 31391-2020 [5]. Эксперимент проводился в вискозиметре Оствальда-Пинкевича в том же режиме, то есть в термостате с температурой 20°С [10].

- содержание воды. Метод Дины-Старка является распространенным и высокоточным методом определения содержания воды в нефти и нефтепродуктах. В данном эксперименте определение содержания воды в тяжелом гексане главного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» проводилось согласно требованиям стандарта ГОСТ 2477-2014. Он позволяет определять содержание воды в стандартном масле, жидких нефтепродуктах, пластических маслах, парафинах, серизине, воске, смоле и масле. Суть метода заключается в том, что испытуемый образец нагревают в колбе и смешивают несмешивающийся растворитель с водой [9]. В ходе эксперимента 100 мл полученного остатка тяжелого гексана и такой же объем нефрита помещали в прибор Диностарка в цилиндрическом контейнере. Его помещали в нагревательное устройство на один час, а после окончания эксперимента измеряли выделившуюся воду.

- количество механических примесей. Одним из методов определения механических примесей в нефти и нефтепродуктах является фильтрация с помощью лакмусовой бумаги. В данном эксперименте определение механических примесей в тяжелом гексане основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» проводилось согласно требованиям стандарта ГОСТ 21534-2021. Суть метода основана на фильтрации испытуемого продукта. Для этого медленно фильтрующиеся нефтепродукты сначала растворяли в растворителях – бензине или толуоле и фильтровали, затем осадок промывали растворителем, на следующем этапе собирали фильтр и взвешивали на аналитических весах [2].

- температура вспышки. Метод определения температуры вспышки конденсата использовали в закрытом тигле. Определение температуры вспышки конденсата, использованного в данном эксперименте, проводили согласно требованиям стандарта ГОСТ 4333-2014 [1].

- фракционный состав. Одним из наиболее распространенных методов определения фракционного состава нефти и нефтепродуктов является определение на приборе Энглера. В данном эксперименте определение фракционного состава тяжелого гексана, выходящего из основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» в виде остатка, проводилось согласно стандартным требованиям ГОСТ 2177-99 [11]. В ходе эксперимента 100 мл полученного конденсата помещали в квадратный цилиндрический сосуд и нагревали до температуры 360°С в приборе Энглера. После процесса отгонки образцы были помещены в специальные контейнеры и взяты в качестве проб для дальнейших лабораторных работ.

- содержание серы. Количество серы в нефтепродуктах определяли по ГОСТ 19121-81. Этот метод неприменим для стандартных нефтяных масел и присадок. Определение содержания серы основано на сжигании нефтепродуктов в лампе. Сера в нефтепродукте превращается в оксид серы и поглощается солями в абсорбере, ее количество определяли титрованием разбавленной соляной кислотой.

- определение количества солей хлора. Определение количества солей хлора в нефти определяют по ГОСТ 21534 - 2021. Определение солей хлора проводили двумя разными методами.

А – титрованием водного экстракта;

Б – потенциометрическим методом.

Сущность метода заключается в том, что соли хлора в нефти получаются растворением в воде и определяют титрованием или разностью потенциалов.

Полученные результаты и анализ. В ходе наших исследований были определены некоторые важные физические параметры конденсата, полученного в лабораторных условиях. Результаты исследования представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Экспериментально определены показатели тяжелого гексана, выходящего из основного полипропиленового цеха СП «Uz-Kor Gas Chemical»

Метод определения плотности нефти и нефтепродуктов. Фракционный состав тяжелого гексана главного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» проводился методом перегонки на установке Энглера. Точка кипения остаточного тяжелого гексана начиналась при 78°С и заканчивалась при 278°С. В результате выделившаяся при перегонке часть составила 99,0 %, а оставшаяся часть – 1,0 %. В лабораторных условиях потерь не наблюдалось. В табл. 2 приведены проценты остаточного тяжелого гексана, соответствующие интервалам кипения фракций, выделяющихся при экстракции.

Таблица 2.

Экспериментально определенный фракционный состав тяжелого гексана главного полипропиленового цеха СП «Uz-Kor Gas Chemical»

Выводы и предложения. В качестве объекта исследования были выбраны пробы тяжелого гексана из главного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» и изучен фракционный состав и физико-химические свойства остаточного тяжелого гексана основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical». По результатам анализа, представленным в таблицах, относительная плотность конденсата находится в пределах 0,708,7 г/см³, количество воды – в пределах 0,00 % (масс), количество механических примесей – в пределах 0,000 % (масс), а также подтверждено, что 99 % отбираемой остаточной массы гексана состоит из фракций в температурном диапазоне 78-278°С. Полученные результаты свидетельствуют о том, что изучен фракционный состав, температура фракционирования, процентная концентрация полученной фракции, а также полностью проанализированы качественные показатели проб тяжелого гексана из основного полипропиленового цеха СП ООО «Uz-Kor Gas Chemical» [3; 7; 8].

Список литературы:

1. Паноев, Н. Ш. Получение термостабильных кремний органических полимеров на основе гипана // Universum: технические науки. – 2021. – № 12-5 (93). – С.  42-46.
2. Паноев, Н. Ш., Ахмедов, В. Н., & Тиллаева, Д. М. Получение и свойства термостойких кремнийорганических олигомеров на основе мочевиноформальдегидной смолы и тетраэтоксилана // Universum: химия и биология. – 2020. – № 5 (71). – С. 50-53.
3. Радион Е. В. Физико-химические методы анализа. Лабораторный практикум : учеб.-метод. пособие для студентов химико-технологических специальностей. – Минск : БГТУ, 2010. – 110 с.
4. Сафаров, Б. Ж., Сафаров, Ж. А. У., Зинатдинов, И. Б. (2021). Гидроизомеризация гексена-1 в присутствии алюмосиликатных катализаторов, содержащих никель и сульфид никеля // Universum: технические науки. – 2021. – № 6-4 (87). – С. 9-13.
5. Сафаров, Ж. А. У., Хайитов, Р. Р. Исследование физико-химических свойств и химического состава отработанных моторных масел // Universum: технические науки. – 2021. – № 6-4 (87). – С. 14-19.
6. Сафаров, Ж. А., Хайитов, Р. Р., Муродов, М. Н., Жумаева, М. Т. Комплексная переработка отработанных моторных масел с получением ценных продуктов // Теория и практика современной науки. – 2019. –  № 4 (46). – С.  201-206.
7. Сулайманова, З. А., Тиллаева, Д. М., Паноев, Н. Ш. Творческое мышление на уроках химии // Ученый XXI века. – 2016. – № 11 (24).  – С. 65-67.
8. Фунтикова Т. В., Ломовский А. И., Ахметов Л. И., Пунтус И. ., Филонов А. Е., Нарманова Р. А., Понаморева О. Н. (2017). Физико-химические методы анализа в оценке процесса биодеградации нефти микробными ассоциациями // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки. – 2016. – № (2). – С. 69-82.
9. Abdulloyev, H. R., & Safarov, J. A. O. G. L. Surgil konidagi 43-quduqdan olingan kondensatning fizikkimyoviy xossalarini o’rganish // Science and Education. – 2022. –  Vol. 3(11). – Pp. 385-390.
10. Hotamov, Q. S. O. G. L., & Safarov, J. A. O. G. L. (2021). Neft shlamlarini qayta ishlash usullarini taxlil qilish // Science and Education. – 2021. –  Vol. 2 (2). – Pp. 145-151.
11. Rakhmatov, M., Panoev, N.. Synthesis and study of properties of salicylic acid products  // Зб. наук. праць ΛΌГOΣ. – 2020. – Pp.  25-30.