В настоящее время уменьшение разведанных запасов лёгкой нефти — общая тенденция нефтяной отрасли, практически весь прирост запасов происходит за счет тяжелой сернистой нефти [1]. Рациональная переработка нефти, нефтепродуктов и их экономное использование является важнейшей задачей науки и производства. В связи с этим перспективное практическое значение приобретает переработка тяжелых нефтяных остатков (ТНО).
Сегодня процессы гидрогенизации в нефтеперерабатывающей промышленности применяются в большом количестве. Можно выделить несколько основных видов гидрогенизационных процессов: деструктивная и недеструктивная гидрогенизация, гидрокрекинг, гидроочистка, гидродеалкилирование [2, с.89].
В данной работе рассматривался процесс деструктивной гидрогенизации, включающий одну или несколько ступеней. Вся суть деструктивной гидрогенизации сводится к насыщению водородом непредельных соединений под высокой температурой и давлением. Насыщение водородом сопровождается расщеплением высокомолекулярных компонентов нефти, в результате которого происходит образование низкомолекулярных продуктов. Данные низкомолекулярные вещества позднее используют в качестве компонентов моторных топлив.
Сырьем для процесса гидрогенизации послужила смесь гудрона (ТОО Павлодарский НХЗ) и каменноугольной смолы переработки угля Шубаркольского угольного разреза (Таблица 1).
Таблица 1.
Физико-химические характеристики исходного сырья и полученного гидрогенизата
| Показатели | ТНО | КУС | ТНО и КУС | |||
| До | После | до | После | До | после | |
| Плотность, г/см3 | 1,1321 | 0,973 | 1,1974 | 0,951 | 1,1470 | 0,897 |
| Вязкость, °ВУ | 2412,33 | 245,3 | 3248,12 | 252,3 | 2994 | 241,4 |
Проводилось два различных по времени испытания: проба № 1 – 60 минут, проба № 2 – 45 минут (Таблица 2). Температура начала гидрогенизации испытаний составляла 425 . Давление подаваемого водорода начала процесса 30 атмосфер. После проведения процесса гидрогенизации 3 мл пробы № 1 и выпаривания растворителя было получено 4,3 мл гидрогенизата, пробы № 2 – 4,1 мл гидрогенизата.
Таблица 2.
Параметры проведения процесса гидрогенизации
| Проба | Продолжительность гидрогенизации, мин | Объем сырья, мл | Объем продукта, мл | Давление, атм | Температура, |
| № 1 | 60 | 3 | 4,3 | 30 | 425 |
| № 2 | 45 | 3 | 4,1 | 30 | 425 |
Гидрогенизационное воздействие на образцы гудрона приводит к снижению содержания ОВ в них в несколько раз.
Под воздействием гидрогенизационных факторов происходит генерация легких углеводородов, н-алканов и олефинов, которые в исходном образце практически отсутствуют.
В продуктах гидрогенизации смеси ТНО и КУС, в отличие от продукта гидрогенизации образца ТНО, присутствуют в значительном количестве более легкие углеводороды, в том числе алканов, олефинов и циклоалканов.
В продукте гидрогенизации ТНО Павлодарского НПЗ преобладает содержание бензола –61,95% и циклогексана – 28,66 %. Содержание н-алканов крайне незначительно. Присутствует соединения гомологического ряда.
Помимо бензола, большое суммарное процентное значение приходится на такие ароматические соединения – толуол, ксилол, нафталин.
С целью установления группового состава полученных продуктов был проведен анализ ХМС. Хромато-масс-спектрометрический анализ полученного гидрогенизата проводили на газовом хроматографе фирмы Agilent Technologies 7890A с масс-спектрометрическим детектором 5975С. Анализ группового состава гидрогенизатов, полученных из различного сырья представлен на рисунке 1.
Рисунок 1. Групповой состав гидрогенизатов, полученных из различного сырья
Исходя из результатов и проведенных сравнений, можно сделать заключение, что процесс гидрогенизации смеси ТНО и КУС гораздо выгодней гидрогенизации ТНО так как в результате гидрогенизации смеси идет практически полная деструкция асфальтенов. Это приводит к образованию более насыщенных углеводородов.
По результатам проведенных экспериментов можно прийти к выводу, что небольшое процентное содержание КУС в реакционной смеси способствует более глубокому химическому модифицированию и деструкции органической массы углеводородного сырья, что приводит к значительно большему выходу светлых фракций.
Список литературы
- Золотухин В.А., к.т.н. Глубокая переработка тяжелой нефти и нефтяных остатков. — [Электронный ресурс] — Режим доступа: www.ngfr.ru/article.html?106
- Суербаев Х.А. Каталитические процессы в нефтеперабатывающей промышленности. – Алматы, Галым. 2002. – 195 с.[schema type=»book» name=»ГИДРОГЕНИЗАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОСТАТКОВ В СМЕСИ С ПЕРВИЧНОЙ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛОЙ» description=»В работе представлены результаты проведения процесса гидрогенизации тяжелых нефтяных остатков в смеси с широкой фракцией каменноугольной смолы с целью получения в дальнейшем компонентов моторных топлив. В результате проведенных исследований были определены оптимальные параметры процесса гидрогенизации тяжелых нефтяных остатков и каменноугольной смолы, а также увеличен выход светлых нефтепродуктов.» author=»Торайгыр Балнур Болатхан кызы, Байкенов Мурзабек Исполович, Абсат Зауре Бакиевна, Халикова Зухра Салаватовна » publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-11″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.05.2015_05(14)» ebook=»yes» ]