Паливо для судноплавства, отримане з вторинної полімерної сировини
Вантажиться...
Дата
2022
ORCID
DOI
doi.org/10.20998/2078-5364.2022.4.04
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"
Анотація
В статті розглянуто можливість розширення сировинної бази процесу виробнитва моторних палив, зокрема палив для судноплавства, за рахунок використання вторинної полімерної сировини. Встановлено, що дана сировина, яка представлена різними поліолефінами, характеризується відсутністю або досить низьким (до 150–200 ррm) вмістом сірковмісних сполук. Отже, за таким показником як вміст сірки, використовуючи технології термічного або каталітичного піролізу в апараті реакторного типу, з вторинної полімерної сировини можна отримати палива, які за вмістом сірки (0,5 % та 0,1 %, відповідно) будуть відповідати marine gasoil (MGO) або low sulfur marine gasoil (LS-MGO). Експериментально встановлено, що в продуктах термічного піролізу вторинної полімерної сировини міститься до 30–40 % олефінових вуглеводнів, які мають низьку хімічну стабільність та підвищену, у порівнянні з парафіновими та нафтеновими вуглеводнями, гігроскопічність. Такі продукти, з огляду на їх властивості, доцільно використовувати лише як компоненти морських палив. На відміну від цього, продукти каталітичного піролізу (процес відбувався з використанням цеолітного каталізатору ZSM-5) вторинної полімерної сировини навпаки, мають високу хімічну стабільність внаслідок низького (до 3 %) вмісту олефінових вуглеводнів. Але, при цьому, вони містять у своєму складі до 15 % ароматичних вуглеводнів, що не перевищує загально прийняті обмеження на їх вміст у моторних паливах. Визначено, що основним параметром, яким можна регулювати деякі показники якості отриманих продуктів, виступає температура початку кипіння отриманих фракцій. Її збільшення значно знижує гігроскопічність та підвищує температуру спалаху отриманих продуктів. Разом з тим, значно підвищувати цей показник не доцільно, з огляду на зниження виходу цільового продукту (збільшення температури початку кипіння фракції лише на 1 °С призводить до зниження її виходу на 0,275–0,325 %).
The article considers the possibility of expanding the raw material base of the production of motor fuels, particularly the fuels for shipping due to the use of secondary polymer raw materials. It was established that this raw material, which is represented by various polyolefins, is characterized by the absence or rather low (up to 150–200 ppm) content of sulfurcontaining compounds. Therefore, according to such an indicator as the sulfur content, using thermal or catalytic pyrolysis technologies in a reactor-type apparatus, it is possible to obtain fuels from secondary polymer raw materials, which in terms of sulfur content (0.5 % and 0.1 %, respectively) will correspond to marine gasoil (MGO) or low sulfur marine gasoil (LS-MGO). It was experimentally established that the products of thermal pyrolysis of secondary polymer raw materials contain up to 30–40 % of olefinic hydrocarbons, which have low chemical stability and increased hygroscopicity compared to paraffinic and naphthenic hydrocarbons. Given their properties, such products should only be used as components of marine fuels. The products of catalytic pyrolysis (the process was carried out using the ZSM-5 zeolite catalyst) of secondary polymer raw materials, on the contrary, have high chemical stability due to the low (up to 3 %) content of olefinic hydrocarbons. But, at the same time, they contain up to 15 % aromatic hydrocarbons in their composition, which does not exceed the generally accepted restrictions on their content in motor fuels. It has been determined that the initial boiling point of the obtained fractions is the main parameter, which can be used to regulate some quality indicators of the products obtained. Its increase significantly reduces hygroscopicity and increases the flash point of the obtained products. However, it is not advisable to significantly increase this indicator, given the decrease in the yield of the target product (increasing the boiling point of the fraction by only 1 °C leads to a decrease in its yield by 0.275–0.325 %).
The article considers the possibility of expanding the raw material base of the production of motor fuels, particularly the fuels for shipping due to the use of secondary polymer raw materials. It was established that this raw material, which is represented by various polyolefins, is characterized by the absence or rather low (up to 150–200 ppm) content of sulfurcontaining compounds. Therefore, according to such an indicator as the sulfur content, using thermal or catalytic pyrolysis technologies in a reactor-type apparatus, it is possible to obtain fuels from secondary polymer raw materials, which in terms of sulfur content (0.5 % and 0.1 %, respectively) will correspond to marine gasoil (MGO) or low sulfur marine gasoil (LS-MGO). It was experimentally established that the products of thermal pyrolysis of secondary polymer raw materials contain up to 30–40 % of olefinic hydrocarbons, which have low chemical stability and increased hygroscopicity compared to paraffinic and naphthenic hydrocarbons. Given their properties, such products should only be used as components of marine fuels. The products of catalytic pyrolysis (the process was carried out using the ZSM-5 zeolite catalyst) of secondary polymer raw materials, on the contrary, have high chemical stability due to the low (up to 3 %) content of olefinic hydrocarbons. But, at the same time, they contain up to 15 % aromatic hydrocarbons in their composition, which does not exceed the generally accepted restrictions on their content in motor fuels. It has been determined that the initial boiling point of the obtained fractions is the main parameter, which can be used to regulate some quality indicators of the products obtained. Its increase significantly reduces hygroscopicity and increases the flash point of the obtained products. However, it is not advisable to significantly increase this indicator, given the decrease in the yield of the target product (increasing the boiling point of the fraction by only 1 °C leads to a decrease in its yield by 0.275–0.325 %).
Опис
Ключові слова
морське паливо, фракції, каталізатор, цеоліт, піроліз, полімерна сировина, сірка, стабільність, фізична стабільність, marine fuel, fractions, catalyst, zeolite, pyrolysis, polymer raw materials, sulfur, stability, physical stability
Бібліографічний опис
Чернявський А. В. Паливо для судноплавства, отримане з вторинної полімерної сировини / А. В. Чернявський, А. Б. Григоров // Інтегровані технології та енергозбереження. – 2022. – № 4. – С. 39-45.