Реферат 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 СОСТАВ ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ 9
1.1 Общие сведения о природных битумах 9
1.2 Состав природных битумов 9
1.2.1 Углеводородный состав природного битума 10
1.2.2 Состав высокомолекулярных компонентов природного битума 10
1.3 Классификация природных битумов 11
1.4 Промышленные процессы переработки тяжелого углеводородного сырья 11
1.4.1 Термический крекинг 12
1.4.2 Каталитический крекинг 12
1.4.3 Гидрокрекинг 13
1.4.4 Коксование 14
1.5 Лабораторные процессы переработки тяжелого углеводородного сырья 15
2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 18
2.1 Объекты исследования 18
2.2 Методика проведения крекинга 19
2.3 Характеристика каталитической добавки 19
2.4 Физико-химические методы исследования природного битума 19
2.4.1 Определение фракционного состава жидких продуктов 19
2.4.2 Определение вещественного состава жидких продуктов 20
2.4.3 Определение углеводородного состава масел 21
2.4.4 Определение серы (ренгенофлюоресцентный анализ) 21
2.4.5 Определение состава бензиновой фракции 21
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ 22
3.1 Состав продуктов крекинга Кармальского битума в присутствии сплава W-Ni-Fe 22
3.1.1 Крекинг природного битума с разным количеством добавки ВНЖ 23
3.1.2 Фракционный состав природного битума в присутствии сплава ВНЖ 25
3.1.3 Изменение содержания серы в продуктах крекинга природного битума с
различным количеством ВНЖ 26
3.2 Зависимость выхода и состава продуктов от количества циклов в процессе крекинга битума с W-Ni-Fe 28
3.2.1 Зависимость фракционного состава и конверсии от количества циклов в процессе крекинга битума 30
3.3 Крекинг Кармальского битума с разным содержанием асфальтенов в присутствии оптимального количества сплава W-Ni-Fe 31
Выводы 32
Список использованной литературы 33
В последнее время в структуре российских запасов существенно возросла доля тяжелых нефтей и природных битумов. Причем добыча такого сырья увеличивается значительно медленнее, чем его доля в общем объеме запасов. Этот дисбаланс, особенно характерный для старых добывающих регионов, ведет к сокращению ресурсной базы и ухудшению ее качества.
Мировые ресурсы тяжелых и битуминозных нефтей значительно превышают запасы легких нефтей и оцениваются в количестве 750 млрд тонн. Наиболее крупными запасами располагают Канада (386 млрд тонн, из которых 25 млрд тонн извлекаемые) и Венесуэла (335 млрд тонн, из них 70 млрд тонн извлекаемые), значительные запасы также имеют Мексика, США, Россия, Кувейт и Китай [1]. На территории Российской Федерации основная часть ресурсов тяжелых нефтей и природных битумов приурочена к месторождениям Волго-Уральской, Тимано-Печорской и Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций, их геологические ресурсы по разным оценкам составляют 30-75 млрд. тонн. Вопрос освоения ресурсов таких нефтей особенно актуален сейчас, в связи со снижением в последнее время объемов прироста запасов кондиционных нефтей [2].
Тяжелые нефти и природные битумы характеризуются высоким содержанием ароматических углеводородов, смолисто-асфальтеновых веществ, высокой концентрацией металлов и сернистых соединений, высокими значениями плотности и вязкости, повышенной коксуемостью, что приводит к высокой себестоимости добычи, практически невозможной транспортировке по существующим нефтепроводам и нерентабельной, по классическим схемам, нефтепереработке.
Добыча тяжелых высоковязких нефтей при помощи технологий для обычных нефтей ведет к низкой нефтеотдаче и потере ценных попутных компонентов, что оборачивается недополученной прибылью и наносит вред экологии. Доведение исходного сырья до требуемого качества достигается разбавлением более легкой нефтью или переработкой до получения так называемой синтетической нефти. Иногда для транспортировки тяжелых высоковязких нефтей строятся специальные трубопроводы с подогревом, что также увеличивает издержки производства.
Большинство российских НПЗ не рассчитаны на переработку тяжелых высоковязких нефтей. Некоторые тяжёлые высоковязкие нефти могут быть переработаны на НПЗ в смеси с обычными нефтями по традиционным технологиям. Другие такие нефти могут перерабатываться только на специализированных предприятиях, выпускающих ограниченный ассортимент нефтепродуктов. Решение вопроса рациональной переработки 7
тяжёлых высоковязких нефтей затруднено тем, что данные по их свойствам и составу весьма неполны, разноречивы и не носят системного характера. Отсутствие информации затрудняет привлечение новых инвесторов к решению вопроса переработки новых для них видов сырья.
Экономически целесообразной и возможной добыча тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов представляется только благодаря развитию и применению эффективных технологий их переработки с получением товарных нефтепродуктов с высоким отличием рыночной цены от себестоимости. Что позволит окупить дорогостоящие технологии их добычи, многократно превышающие аналогичные затраты при добычи кондиционных нефтей [3].
В связи с этим цельнастоящего исследования заключается в том, чтобы увеличить глубину деструкции смол и асфальтенов в процессе крекинга природного битума с добавкой мелкодисперсного порошка W-Ni-Fe.
Для достижения поставленных целей необходимо решить следующиенаучные задачи:
1) установить оптимальное количество добавки W-Ni-Fe при крекинге природного битума;
2) установить состав получаемых продуктов крекинга методами ГАХ и ЖАХ;
3) установить время службы каталитической добавки при крекинге без существенного снижения деструкции ВМС и выхода дистиллятных фракций;
4) выявить зависимость между крекингом без добавки и с добавкой.
Научная новизна: впервые показано изменение состава продуктов крекинга высокосернистого природного битума в присутствии тяжелого сплава вольфрам-никель- железа.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных данных при разработке новых технологий переработки природных битумов. Выявленные закономерности деструкции высокомолекулярных соединений природных битумов в светлые фракции при безводородных термических процессах позволяют определить условия глубокой переработки исходного сырья.
1. Определенно оптимальное количество добавки W-Ni-Fe при которой наблюдается
высокая деструкция смол и асфальтенов (более ** % мас.) и увеличение
содержания бензиновых и дизельных фракций до ** % мас.;
2. Показано, что при рецикле W-Ni-Fe с * по * цикл в процессе крекинга битума конверсия фракций >*** °С увеличивается с **,* до **,* % мас., а деструкция смолисто-асфальтеновых компонентов максимальна на * цикле и составляет **,* % отн. Вязкость при ** °С снижается в ** раз с **** до *** мм*/с. Наблюдаются схожие зависимости по продуктам крекинга в рецикле по четным (Р-*, Р-* и Р-*) и нечетным циклам (Р-*, Р-* и Р-*), обусловлено это вероятно, количеством и составом продуктов уплотнения на поверхности W-Ni-Fe;
3. При увеличении содержания асфальтенов в составе природного битума с *,* до **,* % мас. замедляется газообразование в * раза, что способствует приросту масел и увеличению деструкции асфальтенов в * раза при одновременном снижении коксообразования.
