Введение к работе
Актуальность проблемы. В последнее время доля тяжелых нефтей в энергетическом балансе неуклонно возрастает. Высокие темпы добычи нефтей традиционных месторождений и ограниченность их запасов вынуждают вести добычу тяжелых, высоковязких нефтей и природных битумов, для которых характерно повышенное содержание сернистых, азотистых и металлоорганических соединений.
Гетероорганические компоненты и металлы концентрируются в основном в смолисто-асфальтеновой части. Поэтому, прежде чем направить тяжелую нефть на переработку по обычной схеме, целесообразно выделить основную массу смолисто-асфальтеновой части. Последнее позволит повысить технологичность последующих операций получения топлив и масел, качество получаемых нефтепродуктов, срок службы оборудования и экологичность процессов за счет удаления агрессивных и термолабильных соединений, в том числе металлов и серы. С другой стороны, выделенные гетероатомные органические компоненты являются ценным сырьем для малотоннажной химии, которая может получить новый импульс для своего развития.
Задача разработки рациональных путей утилизации неуглеводородных компонентов нефтей несомненно является актуальной, так как позволяет углубить переработку нефтяного сырья, как бы с обратной стороны. Выбор рационального направления утилизации смолисто-ас-фальтеновых компонентов возможен на основании знания их состава и физико-химических характеристик, описывающих эти свойства.
Работа выполнялась в соответствии с научно-технической программой 0.50.05 "Разработать основы и методы прогноза, поисков и оценки малоизученных и новых видов минерального сырья, оценить их ресурсы, создать методы комплексного использования, включая геотехнологические и биотехнологические ( нетрадиционные виды сырья )" во исполнение постановления ГКНТ от 30/Х - 85 г N 555 и в соответствии с региональной программой КНЦ АН СССР "Битумы" ( N гос. регистрации 0186.0074148 ).
Цель работы заключалась в изучении закономерностей распределения соединений ванадия и никеля в составе разновозрастных нефтей, в разработке методики определения никельпорфиринов в асфальтенах, в исследовании состава асфальтенов и поиске новых эффективных путей использования смолисто-асфальтеновых компонентов.
Научная новизна. Установлено, что распределение соединений ванадия и никеля в составе разновозрастных нефтей и природных битумов носит универсальный характер. Соединения никеля и ванадия
непорфириновой структуры аккумулируются в асфальтенах, никельпор фирины - в неполярных компонентах смол, ванадилпорфирины - в по лярных компонентах смол и асфальтенах. Ванадий в составе асфаль тенов связан с высокомолекулярными фракциями, а никель - с низко молекулярными.
Разработана методика определения содержания никельпорфирино в асфальтенах.
Практическая значимость работы. Впервые показана возможност улучшения эксплуатационных и трибологических характеристик литие вых пластичных смазок модифицированием их смолисто-асфальтеновым компонентами. Разработаны рецепты новых смазочных композиций научно-техническая документация на их выпуск. Исследована возмож ность улучшения реологических характеристик тяжелых нефтей пред варительной деасфальтизацией и получения из асфальто-смолисты компонентов зольного остатка, содержащего ванадий с низкой кон центрацией серы. Разработана совмещенная технологическая схем подготовки и деасфальтизации тяжелых нефтей.
На защиту выносятся следующие основные положения и результа ты:
-
Закономерность распределения ванадия, никеля и их порфи риновых комплексов в составе разновозрастных нефтей.
-
Методика определения никельпорфиринов в нефтяных асфаль тенах.
-
Совмещенная технология подготовки и деасфальтизации тяже лых нефтей и природных битумов.
-
Способ получения малосернистого ванадийсодержащего кон центрата.
-
Модифицированные смазочные композиции на основе литиевы смазок и смолисто-асфальтеновых компонентов.
Апробация работы. Отдельные разделы диссертационной работі докладывались на Всесоюзной конференции "Комплексное освоєнні природных битумов и высоковязких нефтей" (г.Казань, 1991 г.) Международной конференции "Проблемы комплексного освоения трудно извлекаемых запасов нефти и природных битумов"(г.Казань,1994 г.) 3 и 4 Республиканских конференциях по интенсификации нефтехими ческих процессов "Нефтехимия-94", "Нефтехимия-96", ( г.Нижнекамск 1994,1996 г.г.); Международном симпозиуме "Асфальтены и макромо лекулярные явления при добыче, транспортировке и переработке неф ти" (г. Чикаго, 1995 г.); Всероссийской конференции по термогра фии и калорометрии (г.Казань, 1996 г.), 47 технической конферен ции нефтяного сообщества Канады (г.Калгари, 1996 г.), итоговы;
отчетных конференциях ИОФХ КНЦ РАН (г.Казань, 1990- 1995 г.г.).
Публикации. Основное содержание работы изложено в 9 печатных работах, из них 2 патента РФ и 1 авторское свидетельство СССР.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка использованной литературы из 112 наименований и приложения. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, включая 17 рисунков и 35 таблиц.
