|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Экстракция гетероциклических органических соединений и поликонденсированных ароматических систем из гептана ионной жидкостью как способ очистки нефтепродуктовдипломная работа (Специалист)
- Научные руководители: Кустов Л.М., Лебедева О.К., Культин Д.Ю.
- Автор: Роот Наталья Викторовна
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2013
- Аннотация: Введение В последнее время все более актуальными становятся проблемы, связанные с экономическим и экологическим характером химического производства. Особенно остро этот вопрос стоит для таких важных химических процессов, как переработка нефтепродуктов. Бензин, дизельное топливо и мазут составляют до 80 % от общего объема продуктов нефтепереработки. Имеется все возрастающая потребность в жидких углеводородных смесях с низким содержанием серы, металлов, асфальтенов и общего азота. В последнее время отмечается ужесточение требований к содержанию S- и N- содержащих соединений в моторных топливах. В отношении содержания серы установлены довольно жесткие стандарты, которые постоянно пересматриваются и в ряде европейских стран достигли значений < 10 ppm. Так, с 1 января 2005 г. в США и ЕС повсеместно вступил новый норматив на содержание серы в горю¬чем для автомобилей — 30 млн-1 в США, 50 млн-1 в ЕС (для сравнения в 2000 г. нормой были 350 млн-1 для дизельного топлива и 150 млн-1 для бензина), а в Германии с 1 января 2001 г. действует закон, запре¬щающий использовать моторное топливо с содержанием серы более 10 млн- 1 [1]. На сегодняшний день нет строгой спецификации на содержание азотсодержащих соединений в углеводородах. Развитие новых методов снижения содержания общего азота делает возможным достижения значений 10 ppm для получения ультрачистого топлива. Асфальтены имеют высокую молекулярную массу, склонны к конденсации и образованию кокса при переработке, дезактивируют катализаторы. В связи с этим, получение более легкой «синтетической» нефти с уменьшенным содержанием асфальтенов является одной из важнейших задач нефтепереработки. Традиционно применяемый метод гидроочистки (гидродесульфуризации) недостаточно эффективен в решении поставленной задачи. При классической гидроочистке происходит сильное загрязнение окружающей среды из-за больших выбросов SO2, приводящих к выпадению кислотных дождей. Альтернативным методом классической гидроочистке служит экстракция органических соединений с применением ионных жидкостей в качестве экстрагентов. Универсальность, быстрота, технологичность и простота осуществления обусловливают интерес к этому методу. Ионные жидкости стали альтернативой классическим растворителям благодаря своим уникальным свойствам. Они негорючи, имеют пренебрежимо малое давление паров, термически устойчивы, нетоксичны, проводят электрический ток, что делает ионные жидкости перспективными средами при создании «чистых» химических производств, а также для осуществления технологических рециклов и каталитических реакций. Кроме перечисленного, ионные жидкости удовлетворяют всем основным принципам «зеленой химии» [2]. Также, путем соответствующего выбора катиона и/или аниона можно получать ионные жидкости с характеристиками, необходимыми для конкретных практических приложений. Все это позволяет рассматривать ионные жидкости как перспективную альтернативу традиционным органическим растворителям. Но неизбежно возникает вопрос о регенерации ионной жидкости после экстракции, с последующей утилизацией растворенных S-, N-содержащих органических соединений. В последние годы на кафедре Общей химии Химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова в лаборатории Экологической химии интенсивно ведутся исследования по изучению электрохимического поведения ионных жидкостей и некоторых электроактивных соединений, которые подвергаются в них электрокаталитическому окислению с образованием соответствующих полимеров [3]. В данной лаборатории, таким образом, были получены проводящие полимеры на основе пиридина. Целью дипломной работы являлось очистка углеводородов, содержащих азотистые гетероциклические соединения, конденсированные ароматические соединения, путем экстракции этих соединений в регенерируемую ионную жидкость, модифицированную комплексами переходных металлов, включая Co2+, Ag+, Cu2+, V4+, Cd2+. В настоящей работе в качестве модельных веществ были выбраны пиридин, антрацен-9-карбоксальдегид, органический краситель ((5E)-5-[4-(диметиламино)бензилиден]-2,3-бис(2,5-диметил-3-тиенил)циклопент-2-ен-1-он), асфальтены, 4,6-диметилдибензотиофен; углеводородной фазы - гептан; ионной жидкости - 1-бутил-3-метилимидазолий бис(трифторметилсульфонил)имид. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие конкретные задачи: 1) Исследование степени извлечения модельных веществ из гептана ионной жидкостью; изучение влияния соотношения фаз ИЖ-гептан как фактора увеличения эффективности использования ИЖ; 2) Исследование влияния добавок солей различных d-металлов, таких как Co2+, Ag+, Cu2+, V4+, Cd2+ на экстракцию модельных веществ бис(трифлат)имидом BMIm; 3) Изучение влияния воды на степень извлечения исследуемых веществ; 4) Изучение возможности последующей регенерации ионной жидкости BMIm бис(трифлат)имида с помощью электрохимической полимеризации пиридина, асфальтенов и 4,6-диметилдибензотиофена растворенных в ней, т.е. изучить протекающее в среде ионной жидкости вольтамперометрическое окисление / восстановление органических соединений.
- Добавил в систему: Кустов Леонид Модестович