Введение к работе
Актуальность работы. Ежегодная добычи нефти в чире состав-ляет около 15-25) от потребностей В НефТОНрОДУЯГйХ. Высокие Їс-U-пы потребления нефти л неьоополшшость ее запасов привили к тоі.:у, что в настоящее время иго шире используются "нетрадиционный" источники углеводородного сырья - нефтобпту/шшоэные породы (1ШП), высоковнзкие нефти (ВШ), горючие сланцы, торфы и др.
Нефтебитуминозные породы представляют собой комплексной сырье, из которого дакно получать широкий набор готовых товарных продуктов: этилен,, пропилен, бутилен, бензол, топливный газ, го-торные- и реактивные топлива, масла, элементарную серу, металлургический и топливный кокс, металлы, строительные материалы.
На территории Казахстана расположены значительные запасы неіігебитуишіооньк пород. Прогнозные ресурсы з'і'их полезных ископаемых по Урало-Эмбенскоиу нефтегазяяосновд району ориентировочно составляют І шірд.т. при средней битучонасиденности 5-Ю#. Из ил около 200 млн.т расположены на доступных глибинах, что делаат возмогшим ш открытую добычу.
Для разработки безотходной технологии переработки НБН пообходимо изучить свойства и состав как органической, так и минеральной его.частей. К настоящему времени такой комплексный подход в изучении НБП Казахстана не проводился. Оообоннооти залегания и состав НБП Казахстана ставят задачу детального изучения физнко-хишіческих*аракгерксгий как 'органической, так ц минеральной сос-тавлшоцих НБП каздого иесторохдения.
Работа выполнена в соответствии с комплексной научно-технической программой "Разработать и освоить способы и средства разведки, добычи, транспортировки'и переработки нефтобитумшюзных пород и-Віісоковпзких неучей Западного Казахстана для юс использования в народной хозяйства (виры)" на ISG6-I990 гг., It 16-2 от 8 шал в 1985 г. и Постановлением ЦК КII Казахстана и С о шина Казахской ССР от 7 шля 1987 г. за к III "О морах по резкому увеличению л 1987-1990 годы строительства и ремонта автодорог, Ола -гоусгройства городских и сельских населенных пунктов в республике за счет более широкого использования битумосодоржацах пород".
- ч -
цела, работы. Установить состав и свойства нефтебитуыиноз -mux пород иесїороидоаия Мортук, одного из самых крупных из аналогичных месторождений Казахстана, для доследующей разработки аффективных технологій, извлечения и переработки НБП. Для выполнения поставленной цеди необходимо было решигь следующие задачи;
изучит* состав нативных битуцов месторождения Иортук; виявить зависимость ыеаду свойствами битумов и глубиной их- аале-гания; установить степень преобразованное!!! и окисленном и битумов;
исследовать физико-химические характеристики высокомолекулярных соединении (К1С) битумов и выооковязких нефтей (ВВН); ."
изучить свойства синтетической нефти, полученной ІІЗ НБП їерчичоскіш методом; -
установить распределение микроэлементов в органической и минеральной составлявшей НБП;
изучить состав и свойства минеральной часуи НБП для разработки безотходной технологии переработки НБП.
Основные положения диссертации, выносиице на защиту:
- состав и свойства органической и шширільной составляющей
НБП; '/'
физико-химические характеристики высокомолекулярной части (асфальтени и сколы) битуцов и високовпзккх нгфгей; .
распределение ыикроэлеиенков меаду органической.к минеральной частями НБП. '.;, .;'.' ',
,' Научная новизна: :;''':'
предложен ковялексный подход в изуч-'Ниіі'Не|іїебиїууішоа -них пород, вклочаюций исследование органической части (природ -. ного біітума), минеральной составляющей и распределение'минро - , элементов в н,'х;
в результата исследования природных битумов, из. .іефївби-гуминознцс пород ви явлено,-чі:о в отличие от обцчных нзфтей они хиракїаризувіси повіли ниш содержанием сиолг.сто-асфальтеновцх вецоевв, сери, мйкроэлемоитов, низкий-содержанием бензиновых '.' фракций; > '.'..',.. .,;
установлене, что высокомолекулярные соединения природных' . битумов (асфалыесы, смолы бензольные и спирго-банаольвые) со-, деркат парафиновые, нафтеновые, ароматические структури; разднчт.-
ныв кислородсодержацие группы (кегоны, эфиры); для асфальтенов характерно наличие карбонових кислої. Серосодериацие соединения присутствуют в виде 5» О групп;
- показана возможность получения из нефтебитушшозных-по -
род синтетической'нефти цетодоы термического крекинга. Установ
лено, чю синтетическая нефть, s отличие от природного битуиа,
. содержит меньше асфадыово-смолисгых веществ, имеет шізкум температуру застывания (-45С); содерхание светлых фракций в ней больше, чей в природной битуме;
- впервые установлен состав глинистых минералов, входящих
в.нефтебигуминозные породы. Выявлены морфологические осооеннос-
ги глинистых минералов;
' - применение метода териоліоминесценции для изучения 11БП месторождения Мортук показало, что интенеявноегь гврмолкшинесц.;н-ции выделенной из НБП минеральной части изменяется а соответст- вии с битумонасыщенностыо исходных НБП;
- установлено присугсгвиэ около 20 микроэлементов в нефге-
битуыинозных породах месторождения Иортук'; показано, что золсто
и платина концентрируются г аофальтово-смолистых компонентах
битумов.
Личный конкретный вклад автора» Авторои проведено экстрак-ционное разделение нофтебитуминозных пород; выделен природный битуы и минеральная часть; исследован состав природного битума методом адсорбционной хроматографии; минеральная часть разделена на глинистую я песковую составляющую. Авторок проаналпзиро -ваи и обобщен-весь экспериментальный материал; даны рокомепда -ции по использованию нефтебитуммнозных пород. В лабораторных условиях совместно с к.х.н. Надировьм А.Н. подобраны условия термического крекинга НБП и получена скнтзїичесхап. нефть; иау -чены состав и свойства природного бигдаа и синтетическое нефти. Физико-химические характеристики природного битума и ыннераль -ной составляющей ;исследовались в КазШСе методой Рфа - k.v.-u.iu Шаповаловым Ю.В., к.ф.-м.н. Кириченко И.В.; ДГА - й.с. Киселе -вой Н.С., и.о. Абрамовой Э.Д.; МНС - к.т.н. йцєіко В.З., ник. Гусейновой Э.А.; химический состав минеральной части НБП -
к.х.н. Ахмоюьоп С.Д. Природные бигукы и глинистая составляющая НЬП изучались в ИОКЗ - методом ИКС н.с.ЛввинтовоІі Т.Д., ыотодои электронной Шікроскопии - и.н.с. Коиашко Л.В. и зед.шш. Хан Ч.Г. Содержание микроэлементов в перебиту минозных породах, природных бнтуыих и минеральной часги НБП определено в ЙЯФ HAH РК к.ф.-ы.н. Солодухиньм В.П. и в Национальной ядерной центре (г.Курчатов) ' с.и.о. Ильонко С.А., м.н.с. Регузовш Е.В. Обсуждение результатов физико-химических исследований нефтебитушшозных пород проведено, совместно.
Пракуччаская ценность работы. На основе полученных результатов о ([изико-хшіических свойствах природного битума предложено два способа по его извлечению,- экстракционный и термический. Экстракционный способ применяют при высоком содержании в.битуье гитероорганических соединений и микроэлементов с целью, их-последующего выделения и использования. При іершіческш крекинге получаемая синтетическая нефть, газы.представляют соо'оіі сырье для нефтепереработки. Результаты исследования кикроэлеиентного и минералогического состава легли в основу комплексной схемы лерера-.ботки не^абитэипнозшчх пород. Данные по изучении физико-химических характеристик природного битума л минеральной составляющей бь-лп использованы при разработке; проекта полу прошшль иной установки па переработке НБП. Результаты изучения состава и свойств НБП «есгорохдекия Цортук использованы для составления технико-экономического обоснования и сдачи его в Государственны}; доші-ver по записан,
Апі'обпітя рьОотм. Отдельное маїчрі'.альї диссертации доложены к с^сукдопы ни Llea вузовской кої^орснцліі г.юлодкх ученых к специалистов (Алмати, uai; I9SO г.), На Всесоюзно;.; семинаре "Особенности технолог:!;: гиолпипчьиних і-'.єї'одсь поисков Иесто-роздепкі; неі[і'П .; гази" (Алиити, соїіїїібрь iiSO г.), на !,1ег:ду'-народноіі конференции "Минеральные ресурсы - вакноїжії фактор интеграции Республик " -На э ас с ran и с::счьщ мировой, экономики" ' (Ллм=?ы, октябрь IS93 г.).
-? -
Публикация работ. Основное содержание диссеріации отражено в 9 опубликованных статьях, З іезисах докладов, одной аналитическом обзоре. Кроме того, содерналие отдельных разделов работы выпущено в 2 научных отчетах.
Объем и структура работы. Диссергация состоит из введения,
5 глав, выводов, библиографии из 171 наименования и приложения.
Рвбота изложина на /? страницах, содерииг 34 рисунка и 26. таб
лиц. .
