Пешнев Борис Владимирович - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова, Scopus Author ID 6507362823.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Boris V. Peshnev - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the A.N. Bashkirov Department of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel Technology, Scopus Author ID 6507362823.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Бурляева Елена Валерьевна - доктор технических наук, профессор кафедры информационных систем в химической технологии, Scopus Author ID 36964878300.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Elena V. Burlyaeva - Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Information Systems in Chemical Technology, Scopus Author ID 36964878300.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Терентьева Вера Борисовна - кандидат технических наук, младший научный сотрудник.
121467, Москва, ул. Молодогвардейская, д. 10
Vera B. Terenteva - Cand. Sci. (Eng.), Junior Researcher.
10, Molodogvardeyskaya ul., Moscow, 121467
Никишин Денис Васильевич - аспирант, заведующий лабораторией кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Denis V. Nikishin - Postgraduate Student, Head of the Laboratory, A.N. Bashkirov Department of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel Technology.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Николаев Александр Игоревич = доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова. Scopus Author ID 57197582338.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Alexander I. Nikolaev - Dr. Sci. (Eng.), Professor, A.N. Bashkirov Department of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel Technology, Scopus Author ID 57197582338.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Андронов Константин Сергеевич = магистр, кафедра технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова.
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Konstantin S. Andronov - Master, A.N. Bashkirov Department of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel Technology.
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Objectives. The reduction of the anthropogenic burden on the environment is generally associated with the transition to alternative energy sources. However, some of these have only regional significance, while the effectiveness of others remains doubtful. On this point, innovative processes aimed at increasing the depth of oil refining may be equally important for reducing the carbon footprint. Wave-based technologies such as cavitation may also be included in these processes. Among the various methods for inducing such cavitation phenomena in oil refining, hydrodynamic approaches are especially promising. It has been shown that the treatment effectiveness increases with greater pressure or when augmenting the number of cavitation processing cycles. The aim of this work is to identify the factor (i.e., pressure gradient or number of treatment cycles) having the greatest influence on the change of the characteristics of the oil product.
Methods. Cavitation phenomena were created by pumping dark oil products through a diffuser. The pressure gradient ranged from 20 to 50 MPa, while the number of cavitation processing cycles varied from 1 to 10. The influence of cavitation conditions on the change of fractional composition of petroleum products was analyzed. Target fractions are those having a boiling point up to 400°C.
Results. It is shown that increased pressure generated in the diffuser leads to a linear increase in the yield of desired cuts. The dependence of the yield of these fractions on the number of processing cycles is described by the growth model with saturation. A proposed equation describes the influence of pressure and number of cycles on the yield of the fractions from initial boiling point temperature (TIBP) to 400°C following cavitation processing of dark oil products. Some of the coefficients of this equation have been associated with the physicochemical characteristics of the feedstock.
Conclusions. An equation for predicting the maximum possible yield of the TJBP-400°C fraction as a result of cavitation processing under different conditions of the process is proposed according to the physicochemical characteristics of the feedstock. The prediction error did not exceed 12%. The equation analysis and comparison of energy consumption between different process regimes shows that a higher yield of the target product is achieved by increasing pressure gradient rather than the number of processing cycles.
Цели. Снижение антропогенной нагрузки человечества на окружающую среду связывают с использованием альтернативных источников энергии. Однако часть из них имеет только региональное значение, а эффективность других дискуссионна. Для сокращения углеродного следа не меньший интерес представляют инновационные процессы, направленные на увеличение глубины переработки нефти. К числу таких процессов можно отнести и волновые технологии, частным случаем которых является кавитация. Кавитационные явления для нефтепереработки создают различными методами, наиболее перспективным из которых считаются гидродинамические. Установлено, что эффективность воздействия возрастает как при повышении давления при прокачке нефтепродукта, так и при увеличении количества актов воздействия. Цель данной работы - какой из двух факторов - градиент давлений или количество циклов воздействия - оказывает большее влияние на изменение характеристик нефтепродукта.
Методы. Явление кавитации создавали, прокачивая темные нефтепродукты через диффузор. Давление варьировалось от 20 до 50 МПа, а количество актов воздействия - от 1 до 10. Анализировалось влияние условий кавитации на изменение фракционного состава нефтепродуктов. В качестве целевых рассматривались фракции, выкипающие до 400 °C.
Результаты. Показано, что выход целевых фракций линейно увеличивается при повышении давления, возникающего в диффузоре. Зависимость выхода этих фракций от количества циклов обработки описывается моделью роста с насыщением. Предложено уравнение, описывающее влияние давления и количества циклов на выход фракции от температуры начала кипения (ТНК) до 400 °С после кавитационной обработки темных нефтепродуктов. Установлена связь некоторых из коэффициентов этого уравнения с физико-химическими характеристиками исходного сырья.
Выводы. Предложено уравнение, позволяющее по физико-химическим характеристикам исходного сырья предсказать максимально возможный выход фракции ТНК-400 °С в результате кавитационной обработки при различных условиях ведения процесса. Ошибка прогнозирования не превышает 12%. Анализ полученного уравнения и сопоставление энергозатрат при различных режимах ведения процесса показывают, что больший выход целевого продукта достигается в результате увеличения давления, а не числа циклов обработки.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.