По оценке специалистов ВНИИ по нефтепереработке, ежегодно только в России образуется около 500 тыс. тн тяжелых высокомолекулярных отходов, таких как отработанные моторные масла, индустриальные масла и другие тяжелые остатки процессов нефтепереработки. Количество смазочных масел, собираемых ежегодно в Европе и США, так же очень велико, примерно 1,7-3,5 млн. тонн [1].
Актуальность работы заключается в том, что некоторая часть образованных отходов сегодня сжигается, другая часть направляется на утилизацию, но наибольшая часть отходов масел и других нефтяных остатков путем слива попадают в водоёмы и почву. Отработанное масло, которое отправляется на полигоны отходов без каких-либо обработок заметно производит негативное воздействие на окружающую среду. Эффект заметен по загрязнению водоемов водорослями. Тонкий слой нефтяных остатков на поверхности реки или озера может блокировать солнечный свет, нарушая подачу кислорода в водоём, и как следствие фотосинтез. Эти процессы приводят к чрезмерному росту микроорганизмов, фитопланктона и водорослей, которые используют отработанное масло как источник питания. Экология водоёма ухудшается, а также нарушается внутреннее равновесие водной экосистемы. Источниками таких загрязнений рек и водоемов является отработанное моторное масло, а также отходы растительных масел из жилых районов, и других тяжелых высокомолекулярных нефтяных остатков.
Утилизация высокомолекулярных нефтяных отходов становится жизнеспособной альтернативой в решении данных проблем, путем извлечения базовых компонентов из отработанного масла.
Объектом исследования являются высокомолекулярные нефтяные остатки, которые представляют собой сложную многокомпонентную систему соединений различных классов. «Основной составляющей являются гетероциклические соединения, масла, смолисто - асфальтеновые соединения, так же могут присутствовать карбены и карбоиды. Наличие такого большого числа различных составляющих требует особые условия хранения, утилизации и регенерации» [2]. В качестве гетероатомов в основном превалируют сера, азот, кислород, а также металлы - ванадий, никель, железо, молибден и др.
В данной работе впервые рассматривается способ модификации высокомолекулярных нефтяных остатков методом прямой жидкофазной гидрогенизации.
«Согласно ГОСТ Р 55096-2012 метод прямой гидрогенизации позволят достичь следующих экологических преимуществ» [3]:
• эффективное извлечение загрязняющих веществ из отработанных моторных масел
• разрушение галогенированных и кислородосодержащих соединений
• получение на выходе чистой продукции
• образование полимерных и углеродосодержащих продуктов
Целью данной работы является - получение конечных продуктов из высокомолекулярных нефтяных остатков.
В данной работе представлены два направления переработки высокомолекулярных нефтяных остатков - выделение твердой и жидкой фазы многокомпонентной системы.
В соответствии с поставленной целью задачами данной работы являются:
1. Разделение нефтяных остатков на твердую и жидкую фазу
2. Проведение испытания на сорбционную способность полученных образцов
3. Исследование базовой жидкой фазы высокомолекулярных нефтяных остатков
4. Разработка способа жидкофазного гидрирования высокомолекулярных нефтяных остатков
В работе изучены и проанализированы литературные источники. Применены методы газохроматографического анализа, аналитические и физические методы.
Высокомолекулярные нефтяные остатки являются опасными отходами, из-за высокой концентрации непредельных соединений, тяжелых металлов и гетерорганических веществ. Данная работа выполнена в соответствии с поставленной целью - получение конечных продуктов из высокомолекулярных нефтяных остатков.
В ходе работы выполнены поставленные задачи:
1. Проведен анализ литературных данных, рассмотрены свойства базовых масел. Отображены изменения свойств в процессе их эксплуатации. Приведены основные способы регенерации отработанных масел и других высокомолекулярных нефтяных остатков.
2. Определена возможность выделения твердой фазы из высокомолекулярных нефтяных остатков.
3. Синтезированы высокоэффективные сорбенты из твердой фазы тяжелых нефтяных остатков, способные адсорбировать свыше 90 % загрязняющих растворенных в промышленных стоках веществ.
4. Исследована жидкая фаза нефтяных остатков. Приведены результаты по определению непредельных соединений, вязкости и плотности тяжелых нефтяных остатков.
5. Разработаны способы каталитического и некаталитического жидкофазного гидрирования путем обработки высокомолекулярных нефтяных остатков сильным восстановителем.
6. Промежуточные результаты данной работы изложены в докладе на □ □X Международной конференции молодых ученых по нефтехимии (17-21 сентября 2018 г., г. Звенигород)
