Материал: 8 неделя науки СВАО - тезисы с содержанием

Пропанты представляют собой высокопрочные керамические гранулы, которые используются в нефтедобывающей промышленности для повышения эффективности отдачи скважин с применением технологии гидроразрыва пласта. По внешнему виду пропанты – серый песок размером крупного макового зерна. Каждая гранула это элементарное керамическое изделие, полученное путем высокотемпературного обжига глинозема. При этом гранулы приобретают высокую механическую прочность: один квадратный сантиметр этого песка удерживает не разрушаясь до 8 тонн груза. Порошок пропанта под давлением закачивается в нефтяные или газовые пласты. На глубине, расширяя эти пласты между собой, пропанты удерживают их как домкраты, обеспечивая выкачивание без остатка нефть и газ из скважин.

Условия службы определяют основные функциональные свойства пропантов, которые должны выдерживать высокие пластовые давления и противостоять корродирующему действию агрессивной среды (кислых газов, солевых растворов).

Основным сырьевым компонентом используемым при производстве пропантов являются огнеупорные глины с низким содержанием железа.

В частности, для получения пропантов с насыпной плотностью 1,47 - 1,50 г/см , выдерживающих разрушающие давления до 52 МПа, содержание в глине Si02 должно быть в пределах 25—28%, А1203 —42-48 %, Fe203 — 5-10 %;

Пропанты должны соответствовать определенным показателям, одним из основных является растворимость в смеси кислот HF и HCl (не более 6%). Согласно проведенным экспериментам выявлена прямая зависимость содержания Fe2O3 в глинах и показателя растворимость в кислотах пропантов, т.е. с увеличением содержания Fe2O3 происходит увеличение растворимости пропантов. Критическим значением содержания Fe2O3 в глинах является 7,0%.

В настоящее время на территории России практически нет широкомасштабного производства керамических пропантов (за исключением Боровичского комбината огнеупоров, Новгородская область, ООО «Форэс», Свердловская обл., ЗАО «Южноуральский завод строительной керамики», Челябинская обл.), в связи с чем большинство отечественных предприятий нефтегазодобывающей отрасли вынуждены закупать такого рода продукцию за рубежом, поэтому разработка новых месторождений и эффективное использование имеющихся скважин может и должно вестись с применением инновационных технологий с применением пропантов. Следовательно, актуальным является проведение исследования огнеупорных глин с низким содержанием железа в производстве технологии получения пропантов высокой прочности.

Литература

1.Лукина К.И. Процессы и основное оборудование для обогащения полезных ископаемых. М.: Изд-во “МГОУ”, 2006

2.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия М,: Высшая школа, «Академия»,

2001

Аппаратурное оформление технологического процесса получения экстракционной фосфорной кислоты

Вольхина В.И., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Экстракционный способ позволяет производить наиболее чистую фосфорную кислоту и включает основные стадии: сжигание (окисление) элементного фосфора в избытке воздуха, гидратацию и абсорбцию полученного P4O10 , конденсацию фосфорной кислоты и улавливание тумана из газовой фазы. Существуют два способа получения P4O10: окисление паров P и окисление жидкого P в виде капель или пленки. Вторую стадию получения термической фосфорной кислоты- гидратацию P4O10 - осуществляют абсорбцией кислотой (водой) либо взаимодействием паров P4O10 с парами воды. Гидратация (P4O10 + 6H2O 4H3PO4) протекает через стадии образования полифосфорных кислот. Все стадии процесса совмещены в одном аппарате, кроме улавливания тумана, которое всегда производят в отдельном аппарате. В промышленности обычно используют схемы из двух или трех основных аппаратов. В зависимости от принципа охлаждения газов существуют три способа производства термической фосфорной кислоты: испарительный, циркуляционно-испарительный, теплообменно-испарительный.

Испарительные системы, основанные на отводе теплоты при испарении воды или разбавленной фосфорной кислоты, наиболее просты в аппаратурном оформлении.

Циркуляционно-испарительные системы позволяют совместить в одном аппарате стадии сжигания P, охлаждения газовой фазы циркулирующей кислотой и гидратации P4O10.

Теплообменно-испарительные системы совмещают два способа отвода теплоты: через стенку башен сжигания и охлаждения, а также путем испарения воды из газовой фазы.

На отечественных предприятиях эксплуатируют технологические схемы с циркуляционно-испарительным способом охлаждения (двухбашенная система).

Технологическая схема установки мощностью 60 тыс. т в год 100%-ной H3PO4 приведена на рис.1. Расплавленный желтый фосфор распыляется нагретым воздухом под давлением до 700 кПа через форсунку 7 в башне сжигания 6, орошаемой циркулирующей кислотой. Нагретая в башне кислота охлаждается оборотной водой в пластинчатых теплообменниках 5,11. Продукционная кислота, содержащая 73-75% H3PO4, отводится из контура циркуляции на склад. Дополнительное охлаждение газов из башни сжигания и абсорбцию кислоты производят в башне охлаждения (гидратации) 8, что снижает температурную нагрузку на электрофильтр и способствует эффективной очистке газов. Отвод теплоты в башне гидратации осуществляется циркулирующей 50%-ной H3PO4, охлаждаемой в пластинчатых теплообменниках. Газы из башни гидратации после очистки от тумана H3PO4 в пластинчатом электрофильтре выбрасываются в атмосферу. На 1 т 100%-ной H3PO4 расходуется 320 кг P.

Рис. 1. Циркуляционная двухбашенная схема производства экстракционной H3PO4: 1 - сборник кислой воды; 2 - хранилище фосфора; 3,9 - циркуляционные сборники; 4,10 - погружные насосы; 5,11 - пластинчатые теплообменники; 6 - башня сжигания; 7 - фосфорная форсунка; 8 -башня гидратации; 12 - электрофильтр; 13 - вентилятор.

Более экономичный экстракционный метод получения фосфорной кислоты основан на разложении природных фосфатов кислотами (в основном серной, в меньшей степени азотной и незначительно соляной). Фосфорнокислые растворы, полученные разложением азотной кислотой, перерабатывают в комплексные удобрения, разложением соляной кислотой - в преципитат.

Осадительные методы очистки радионуклидов

Краева И.В., Галкина Ю.М., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Для очистки радиоактивных отходов с небольшим содержанием солей применяется метод ионного обмена.

К основным достоинствам метода относят: возможности достижения высоких коэффициентов очистки и степени концентрирования сбросных радиоактивных отходов.

В то же время метод не лишен и некоторых недостатков: ограничения по солесодержанию и количеству взвесей в очищаемой воде, высокая стоимость, радиационная нестойкость ионообменных смол.

Поэтому процесс ионного обмена применяют для доочистки растворов после химического осаждения и упаривания.

Для достижения высокой степени очистки используют, как правило, многоступенчатые ионообменные установки или фильтры со смешанным катионитно-анионитным слоем.

Помимо синтетических смол и природных неорганических ионообменников для очистки ЖРО могут использоваться битумные сорбенты, получаемые введением ионогенных групп, например сельфированием промышленных битумов серной кислоты.

Из мембранных методов для переработки ЖРО наибольший интерес представляют обратный осмос, электродиализ и ультрафильтрация. Эти методы заимствованы из практики опреснения засоленных вод, где основная задача сводится к разделению воды из соли.

Получен объединенный регенерат ионообменных колонн установки очистки низкосолевых ЖРО с требуемыми характеристиками для осаждения с максимальным включением радионуклеидов в шлам.

Проведен анализ объединенного регенерата, который показал, что основными ионами, входящими в его состав, являются нитраты, натрий, сульфаты и хлориды. Объемная активность регенератов определяется в основном ¹³⁷Cs.

Проведены лабораторные исследования по выделению основных радионуклидов осаждением с введением коагулянтов из ЖРО, накопленных и образующихся в ходе эксплуатации установок НПК МосНПО «Радон».

Установлено, что при осаждении более 90% радионуклидов переходит в осадок. При этом его объем не превышает нескольких процентов.

Были разработаны рецептуры для остекловывания.

Установлено, что доля шлама в стекле может достигать 40%, а доля радионуклидов, включенных в стекло, составляет 75-80%.

Производство таблетированного топлива из диоксида урана

Батов В.Я., Галкина Ю.М., Тарчигина Н.Ф.

МГОУ имени В.С. Черномырдина

Производство таблеток из диоксида урана осуществляется методом порошковой металлургии. Вся технологическая цепочка строится на трех основных операциях: производство порошка, прессование и спекание. Дополнительными операциями являются подготовка пресспорошка и шлифование. Также надо отметить, что свойства конечных изделий зависят, в первую очередь, от исходных порошков, поэтому перед запуском партии продукции оговариваются требования, предъявляемые к конечным изделиям.

Порошки, получаемые по различным методам, отличаются по свойствам поэтому необходима отработка всей технологии с учетом свойств используемых порошков.

Одной из основных характеристик таблеток является их плотность. Для каждого типа реакторов устанавливается свое значение плотности таблеток с учетом заданной глубины выгорания и режима работы реактора.

Другая важная характеристика- геометрия таблеток, особенно диаметр. По соображениям повышения работоспособности твэлов и повышения безопасности реактора, к диаметру таблеток предъявляют довольно жесткие требования, чтобы обеспечить зазор между таблетками и оболочкой.

Важной характеристикой таблеток является их термическая стабильность, то есть сохранение размеров при повторном нагреве. При выводе реактора на мощность таблетки сразу нагреваются до высокой температуры, а если они не обладают термической стабильностью, то начнут доспекаться, следовательно, будет происходить изменение размеров. В результате этого явления зазор между таблеткой и оболочкой может превысить допустимую величину с точки зрения безопасности реактора в условиях МПА.

Внешний вид таблеток является внешней характеристикой таблеток, из-за которой ОТК может забраковать целую партию. Основной вид брака таблеток- сколы и трещины. Их размеры зависят от технологии подготовки пресспорошка и, особенно, от режима прессования, в результате которого формируются остаточные напряжения. Так же трещины и сколы могут появляться в результате шлифования таблеток. При мокром шлифовании брака образуется меньше, но в этом случае нужна последующая сушка таблеток. При сухом шлифовании сколов и трещин существенно больше, а так же пыль, которая образуется во время шлифования является адсорбентом влаги (до 25% от общего влагосодержания).

Источник: https://files.student-it.ru/previewfile/284476

Смотрите также:



_1966(~1
_Антонян Ю.М., Сексуальные преступления. Чикатило и другие
_РГР № 1 (2)
- Габариты и масса 27
'Образ–Я' и его развитие средствами диалога
"Логистическая технология JIT"
"Особенности правовой системы Российской Федерации" по дисциплине "Теория государства и права"
«Анализ ликвидности и платежеспособности предприятия» (на материалах ОАО Московская кондитерская фабрика «Красный Октябрь»)