Prosím počkejte chvíli...
Nepřihlášený uživatel
Nacházíte se: VŠCHT PrahaFTOPÚTRAP  → Studium → Bakalářské práce obhájené na Ústavu technologie ropy a alternativních paliv → Bakalářské práce obhájené v roce 2015
iduzel: 20131
idvazba: 24969
šablona: stranka
čas: 20.9.2017 00:32:41
verze: 3813
uzivatel:
remoteAPIs:
branch: trunk
Obnovit | RAW

Bakalářské práce obhájené v roce 2015

Studium chemického složení pyrolýzního bio-oleje

Autor: Miloš Auersvald
Školitel: doc. Ing. Pospíšil Milan, CSc.

Biomasa je jedním z obnovitelných zdrojů energie, který v sobě do budoucna skrývá obrovský potenciál. Širší využití biomasy jako alternativního zdroje energie je podmíněno zvýšením její energetické hustoty. Jednou z možností zvýšení této energetické hustoty, je využití rychlé pyrolýzy, jejíž hlavním produktem je pyrolýzní bio-olej. Ten, ač je velice složitou směsí mnoha sloučenin s rozdílnými vlastnostmi, by se do budoucna mohl stát energetickým médiem, případně zdrojem cenných chemických látek přírodního původu. Složení bio-olejů z různých vstupních surovin je velice variabilní a stále nedostatečně prozkoumané. Cílem této práce bylo podrobně prostudovat chemické složení bio-olejů ze dřeva, borovice a řízků cukrové řepy. Ke studiu těkavých složek v bio-olejích byla využita metoda plynové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí (GC-MS). Netěkavé a vysokomolekulární látky byly stanoveny pomocí vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) typu orbitrap s využitím dvou ionizačních technik: elektrosprej (ESI) a chemická ionizace za atmosférického tlaku (APCI), obě v negativním modu. Metodou GC-MS bylo ve všech třech studovaných bio-olejích detekováno 107 různých sloučenin. Metodou HRMS bylo v každém vzorku nalezeno přes 1000 různých látek.


Vliv reakčních podmínek na vlastnosti produktů hydrotreatingu řepkového oleje

Autor: Andrej Gdovin
Školitel: doc. Ing. Blažek Josef, CSc.

Práce se zabývá hydrogenační transformací rostlinných olejů na frakci využitelnou při výrobě motorové nafty. Výzkum vlivu reakčních podmínek na vlastnosti produktů hydrotreatingu řepkového oleje je důležitý pro určení správných vstupních parametrů hydrorafinace (teplota, tlak, přebytek vodíku, katalyzátor). Jde o výrobu směsi nasycených uhlovodíků převážně C15 – C18, které lze využít buď jako příměs motorové nafty, nebo jako alternativní palivo do dieselových motorů.
Experimenty byly provedeny při tlacích 4 a 8 MPa a teplotách 320, 340, 360 a 380 °C. Surovina obsahovala 17 hm. % řepkového oleje a 83 hm. %. izooktanu s přídavkem dimethyldisulfidu (DMDS). Poměr vodíku k surovině byl 240 m3·m-3. Prostorová rychlost průtoku suroviny (WHSV) byla 1·h-1. Použitý katalyzátorem byl Ni-Mo/Al2O3.
Získané produkty byly podrobeny analýzám, kde se zjistil obsah síry, dusíku, cetanový index, chemické složení, bod tuhnutí, hustota a viskozita. Z výsledků vyplývá, že palivo získané hydrotreatingem rostlinných olejů se svými vlastnostmi rovná, a v některých dokonce i převyšuje motorovou naftu, získanou z ropy. Velkou nevýhodou produktů byly slabé nízkoteplotní vlastnosti.


Změny objemu při mísení automobilových benzinů s etanolem

Autor: Tarig Hussein
Školitel: Ing. Daniel Maxa, Ph.D.

Jedním z řešení ekologizace automobilové dopravy je přimíchávání bioethanolu k základovým benzínům, jejichž složení závisí na receptuře využívající různé rafinérské frakce. Vlivem neideálního chování ethanol – benzínových směsí dochází při jejich vzniku k objemové expanzi způsobující odchylku naměřené hodnoty objemu od součtu hodnot objemů výchozích složek. Tato odchylka je označována jako dodatkový objem.
Cílem této práce bylo hodnocení objemového efektu směšování ethanolu se složkami automobilových benzínů (lehký a střední FCC benzín, izomerát, alkylát, reformát, MTBE) a dále hodnocení vlivu složení základového benzínu (bez MTBE) na objemovou expanzi při vzniku směsi E5. Dodatkový objem byl vypočten nepřímo, na základě měření hustoty metodou oscilační U-trubice.
Směsi uhlovodíkových benzínových složek s ethanolem vykazovaly objemovou expanzi v celém koncentračním rozsahu, naopak v systému ethanol – MTBE docházelo k objemové kontrakci. Závislosti dodatkového objemu na složení těchto směsí byly úspěšně aproximovány rovnicemi dle Wilsona, SSF a Redlich – Kisterovým polynomem s koeficientem šikmosti k. Objemové chování směsí E5 ukázalo, že benzíny z FCC se účastnily objemové expanze v nejvyšší míře oproti reformátu, jehož příspěvek byl naopak nejmenší. Při celkovém hodnocení se objemová expanze zkoumaných směsí E5 pohybovala v řádu 0,1 % (V/V).


Modifikace silničních asfaltů

Autor: Denisa Klementová
Školitel: Ing. Daniel Maxa, Ph.D.

Tato práce zkoumá význam modifikace silničních pojiv a jejím využití v moderním silničním stavitelství. Zaměřuje se pak zejména na přínos modifikace polymery a srovnává vliv jejich struktury na vlastnosti asfaltového pojiva před a po stárnutí. Hodnocení bylo provedeno empirickými zkouškami v souladu s normou ČSN EN 12591 a reologickými zkouškami odvozenými z amerického programu Superpave.


Vzájemná kontaminace automobilových paliv

Autor: Ivan Kovalev
Školitel: doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.

V literární části bakalářské práce je shrnuta problematika vzájemné kontaminace automobilového benzinu a motorové nafty, ke které dochází během distribuce paliv. Součástí je i vytipování kvalitních parametrů, na které má vzájemná kontaminace paliv největší vliv. Na výsledcích monitoringu kvality paliv je pak dokumentováno, jakou částí se vzájemná kontaminace paliv může podílet na celkovém počtu nevyhovujících vzorků automobilových paliv prodávaných na českém trhu.
V experimentální části práce byly připraveny vzorky automobilových benzinů a motorových naft, které byly definovaně kontaminovány druhým palivem. U připravených vzorků byly následně naměřeny vybrané kvalitativní parametry (hustota, viskozita, bod vzplanutí a parametry destilační zkoušky).
Bylo zjištěno, že přítomnost motorové nafty v automobilovém benzínu má vliv hlavně na konec destilace, který se po přídavku 2 % hm. zvýšil o 12 °C. Automobilový benzín v motorové naftě pak ovlivnil především bod vzplanutí, který klesl o 13 °C při obsahu benzínu v naftě již na úrovni 0,5 % hm.


Hydrokrakování atmosférického zbytku

Autor: Arnošt Križan
Školitel: doc. Ing. Blažek Josef, CSc.

Bakalářská práce je věnována hydrokrakování mazutu. V práci byly popsány základní i pokročilejší způsoby a typy hydrokrakování společně s problematikou tohoto procesu a obecným chemismem. Hydrokrakování mazutu bylo provedeno ve vsádkovém, míchaném autoklávu s částečně aktivním NiO-WO3/Al2O3 katalyzátorem za třech reakčních podmínek (400 °C s plnícím tlakem 10 MPa, 400 °C s plnícím tlakem 5 MPa a 360 °C s plnícím tlakem 10 MPa). Kapalné produkty hydrokrakování byly destilačně rozděleny na benziny, střední destiláty, vakuové destiláty a vakuové zbytky, které byly analyzovány.
Výsledky uvádějí, že hydrokrakování nejméně probíhalo za nejmírnější reakční podmínky 360 °C s plnícím tlakem 10 MPa. Nejlépe probíhalo za reakční podmínky 400 °C s plnícím tlakem 10 MPa. Všechny produkty hydrokrakování obsahovaly vysoký obsah síry, který je obsažen v jejich destilátech a zbytku.
Nejvíce benzinů bylo připraveno za reakční podmínky 400 °C s plnícím tlakem 5 MPa s 9,4 hm. %. Benziny byly porovnány podle ČSN EN 228 pro bezolovnaté automobilové benziny a splňují parametry hustoty, obsahu aromátů a alkenů. Nesplňují parametr obsahu síry.
Nejvíce středních destilátů bylo připraveno za reakční podmínky 400 °C s plnícím tlakem 10 MPa s 21,2 hm. %. Střední destiláty byly porovnány podle ČSN EN 590 pro motorovou naftu a splňují parametr obsahu polyaromátů. Parametr kvality destilační křivky splňuje pouze produkt připravený za podmínky 400 °C s plnícím tlakem 5 MPa. Parametr hustoty a parametr obsahu síry nesplňuje žádný střední destilát.
Nejvíce vakuového destilátu bylo připraveno za reakční podmínky 400 °C s plnícím tlakem 5 MPa s 25,8 hm. %. Vakuové destiláty byly porovnány podle ČSN 65 7991 pro topné oleje a jsou řazeny do skupiny těžkých topných olejů. Splňují parametr hustoty a splňují parametr kinematické viskozity. Vakuové destiláty nesplňují parametr obsahu síry.
Nejvíce vakuového zbytku bylo připraveno za 360 °C s plnícím tlakem 10 MPa s 67,5 hm. %. Vakuové zbytky byly porovnány podle ČSN 65 7991 pro topné oleje a jsou řazeny do skupiny těžkých olejů. Vakuové zbytky splňují parametr hustoty mimo produkt připravený za reakční podmínky 400 °C s plnícím tlakem 5 MPa. Parametr obsahu karbonizačního zbytku je splněn pouze u produktu připraveného za reakční podmínky 360 °C s plnícím tlakem 10 MPa. Vakuové zbytky nesplňují požadavek na obsah síry.


Analýza rafinérských plynů

Autor: Eliška Krupnová
Školitel: doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.

Předmětem této bakalářské práce bylo odzkoušení a kalibrace plynově-chromatografické metody vhodné pro analýzu plynů rafinérského typu bohatých na vodík, s možností simultánního stanovení anorganických plynů i lehkých uhlovodíků (C1-C5).
K tomuto účelu byl navrhnut a odzkoušen jednokolonový plynově-chromatografický systém s využitím tepelně-vodivostního (TCD) a plamenově-ionizačního (FID) detektoru s paralelním rozdělením toku efluentu. Po instalaci GC systému byla provedena kalibrace, porovnání citlivosti detektorů a odhad detekčních limitů pro jednotlivé složky. Metoda byla následně aplikována na 36 vzorků plynů pocházejících z hydrogenační rafinace ropné suroviny a řepkového oleje.


Vliv průtoku vodíku na hydrotreating směsi středních destilátů a řepkového oleje

Autor: Bogdan Shumeiko
Školitel: doc. Ing. Blažek Josef, CSc.

Práce se zabývá zjišťováním vlivu průtoku vodíku na hydrotreating směsi středních destilátů a řepkového oleje a na složení a vlastností stabilizovaných produktů, zejména s ohledem na jejich použití jako složky motorové nafty.
Základní surovinou byla směs plynového oleje a lehkého cyklového oleje v poměru 93 a 7 hm. %. Příprava produktu ze základní suroviny byla provedena za následujících reakčních podmínek: T=345 °C, P=4 MPa, WHSV=1 h-1 a poměr vodíku k surovině 240 m3/m3. Pro hydrozpracování byl použit Ni-Mo/Al2O3 katalyzátor. Příprava produktů ze základní suroviny obsahující řepkový olej v množství 20 hm. % byla provedena za stejných reakčních podmínek, ale byl změněn poměr vodíku k surovině na 120, 240, 360, 480 a 600 m3/m3.
Analytické metody, které byly použité pro stanovení složení a vlastností produktů ukázaly, že zvětšování poměru vodíku k surovině má pozitivní vliv na chemické a fyzikální vlastnosti produktů. Došlo k nárůstu obsahu nasycených sloučenin, nárůstu obsahu n-alkanů a snižování viskozity a hustoty. Nejmenší průtok vodíku nebyl dostatečným pro odstraňování síry pod 10 mg/kg. Při poměru vodíku k surovině 240 až 600 m3/m3 obsah síry v produktech byl konstantní a odpovídal normě pro motorovou naftu. Hodnota CFPP produktů nebyla ovlivněna průtokem vodíku.
Pro zlepšení nízkoteplotních vlastností byl k vybraným produktům přidán odsířený petrolej. U nových směsí byly stanoveny hustota, viskozita a CFPP. Měření těchto vlastností ukázalo, že přidání odsířeného petroleje snížilo hodnoty hustoty a viskozity. Hodnota CFPP nebyla přídavkem odsířeného petroleje změněna.


Vliv parciálního tlaku sulfanu na aktivitu katalyzátoru při hydrogenační rafinaci směsí středních destilátů a rostlinného oleje

Autor: Radek Suchánek
Školitel: Ing. Matějovský Lukáš

Práce se zabývá tématem společného hydrotreatingu středních ropných destilátů a rostlinného oleje pro výrobu motorových naft. Cílem práce bylo zhodnotit vliv přídavku sulfuračního činidla dimethyldisulfidu (DMDS) a parciálního tlaku H2S na aktivitu katalyzátoru a vlastnosti stabilizovaných produktů katalytické hydrogenace.
Primární směs byla namíchána z atmosférického plynového oleje, lehkého cyklového oleje a řepkového oleje v poměru 66:17:17. Z této počáteční směsi byly přídavkem DMDS vytvořeny tři suroviny pro hydrotreating o celkovém obsahu síry 0,33 % hm., 0,67 % hm. a 1,01 % hm. Každá z těchto surovin byla podrobena hydrogenační rafinaci při dvou teplotách 320 °C a 360 °C, takto bylo získáno celkem šest produktů. Hydrotreating probíhal vždy za tlaku 4 MPa na Co-Mo katalyzátoru naneseném na směsném γAl2O3 + SiO2 nosiči při prostorové rychlosti cca 1 h-1, poměr vodíku k surovině byl 240 m3/m3.
Experiment byl záměrně proveden na částečně deaktivovaném katalyzátoru, který tak umožnil sledování vlivu přídavku DMDS na průběh hydrogenačních reakcí. Použití čerstvého katalyzátoru by mělo za následek kompletní hluboké odsíření suroviny a vliv přídavku DMDS v surovině by nebylo možné hodnotit.
Analýzou stabilizovaných produktů byla sledována konverze řepkového oleje v surovině, obsah síry a aromátů, dále byly stanoveny hodnoty hustoty, kinematické viskozity a CFPP. Byl pozorován trend snižující se účinnosti odsíření suroviny se vzrůstajícím obsahem DMDS v surovině ve zkoumaném rozsahu. Vliv DMDS na odsiřovací aktivitu katalyzátoru je patrnější zejména při nižší ze dvou teplot, za kterých byl hydrotreating provozován. Rozhodujícím faktorem pro ostatní vlastnosti produktů je především teplota katalytické hydrogenace. Vyšší konverze aromatických sloučenin, především diaromátů na monoaromáty, je charakteristická pro hydrotreating za vyšší teploty. Hustota se u produktů vůči surovině snížila jen nepatrně, cca o 3 % za všech podmínek hydrogenace, viskozita se snížila cca o 30 %. CFPP bylo zcela závislé na teplotě hydrotreatingu, lepších výsledků bylo dosaženo za vyšší teploty.


Využití reologických měření pro stanovení bodu tekutosti rop

Autor: Alice Valderová
Školitel: Ing. Daniel Maxa, Ph.D.

Předmětem bakalářské práce je ověřit, zda je možné využít v praxi reologická měření pro stanovení bodu tekutosti rop a ropných produktů.
Práce je členěna na část literární, která obsahuje základní údaje o ropě a jejím složení. V návaznosti pak zmiňuje vliv složení ropy na nízkoteplotní vlastnosti a poskytuje výčet metod, pomocí kterých jsou tyto vlastnosti hodnoceny. Důraz je kladen na metody manuální, resp. na chování testovaného vzorku při aplikaci těchto metod, neboť v rámci experimentální části bude sledována analogie tohoto chování v průběhu reologických testů. Literární část práce završuje přehledný výčet teoretických poznatků toku kapalin s přihlédnutím ke kapalinám Nenewtonovským. Jejich aplikace je pak základem reologických měření, která jsou předmětem druhé části práce.
V úvodu experimentální části jsou představeny modelové směsi, na kterých byly testy prováděny. U modelových směsí je určen bod tekutosti včetně způsobu jeho měření, také však teplotní charakteristika ochlazování vzorků. Hodnoty jsou využity pro definice testovacích sekvencí a zároveň při analýze chování vzorku při jednotlivých testech. Po stručném představení reometru následuje seznámení s třemi obecnými měřícími sekvencemi, aplikovanými v laboratoři.
Závěrečná část této práce přináší výsledky, které na jedné straně vylučují aplikaci některých navržených měřících sekvencí pro účely stanovení bodu tekutosti, na straně druhé naznačují, a to především u testů oscilačních, že chování vzorku při tomto typu namáhání vykazuje analogii s chováním vzorku u testu manuálního. Tato zmíněná analogie však není potvrzena u všech typů modelových směsí. Přesto jsou dány předpoklady pro další rozvoj této metody, především pak ve smyslu hledání vhodných limitních hodnot, v rámci kterých by zkoumaný vzorek analogii vykazoval.


Motorová biopaliva založená na bázi hydrogenovaných rostlinných olejů

Autor: Aneta Vysocká
Školitel: doc. Ing. Pavel Šimáček, Ph.D.

Tato práce je zaměřena na analýzu složení a hodnocení vlastností produktů hydrogenace rostlinných olejů (HVO) určených jako palivo pro vznětové motory. V práci bylo stanoveno složení a palivářské vlastnosti tří produktů HVO s komerčním označením NExBTL. Tyto parametry byly porovnány s vlastnostmi standardní motorové nafty a s vlastnostmi bionafty založené na bázi methylesterů mastných kyselin (FAME).
Bylo zjištěno, že produkty NExBTL svou kvalitou v mnoha ohledech značně převyšují nejen tradiční bionaftu, ale i minerální motorovou naftu.


Oxidační stabilita motorové nafty

Autor: Petr Závěšický
Školitel: Ing. Zlata Mužíková, Ph.D.

Teoretická část této práce zahrnuje popis motorové nafty, hydrogenovaných rostlinných olejů a biopaliv první, druhé a třetí generace se zvláštním důrazem na výrobu bioethanolu a bionafty. Dále je teoretická část věnována problematice oxidační stability paliv pro vznětové motory a vybraným způsobům jejího stanovení. Poslední část teoretické části je pak věnována cetanovému číslu a látkám, které jej zvyšují.
Experimentální část práce je zaměřena na testování oxidační stability dieselových paliv obsahujících zvyšovač cetanového čísla v podobě 2 - ethylhexylnitrátu (2EHN). V rámci experimentů bylo do methylesterů řepkového oleje (MEŘO), motorové nafty, motorové nafty obsahující 7 % obj. MEŘO a směsné motorové nafty (obsah MEŘO 30 % obj.) přidáván 2EHN v koncentracích 500, 1500 a 3000 mg∙kg-1. U všech těchto vzorků byla měřena oxidační stabilita na přístroji PetroOxy a byla sledována její závislost na koncentraci 2EHN v palivu. Dosažené výsledky ukázaly, že se zvyšující se koncentrací 2EHN v rozsahu 0 - 3000 mg∙kg-1 oxidační stabilita všech paliv klesá.

Aktualizováno: 15.9.2016 11:16, Autor: Jiří Kroufek

A BUDOVA A Sekretariát ÚTRAP najdete v 1. patře v místnosti A174a
B BUDOVA B
C BUDOVA C
VŠCHT Praha
Technická 5
166 28 Praha 6 – Dejvice
IČO: 60461373
DIČ: CZ60461373

Datová schránka: sp4j9ch

Copyright VŠCHT Praha 2014
Za informace odpovídá Oddělení komunikace, technický správce Výpočetní centrum
zobrazit plnou verzi