МАГНИТО-СОРБЦИОННАЯ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИЯ НЕФТЯНЫХ ФРАКЦИЙ
Аннотация
В статье использован магнито-сорбционный способ извлечения асфальтенов из нефтяных фракций с помощью наноразмерного магнетита. На модельных системах, приготовленных путем растворения асфальтенов, выделенных из сверхвязкой нефти Ашальчинского месторождения (Татарстан), оценивались факторы, влияющие на сорбционное выделение асфальтенов из толуола. Обнаружено, что наибольшее влияние на сорбцию асфальтенов из толуольных растворов оказывает наличие полярных соединений. Для оценки влияния кислот и полярных соединений использовали бензойную кислоту или изопропиловый спирт. Для исследования влияния вязкости раствора на адсорбцию асфальтенов готовили модельные растворы полистирола в толуоле с различной вязкостью, добавляя различные количества полимера. В качестве сорбента был использован порошок магнетита, а также суспензии магнетита, модифицированного олеиновой кислотой в толуоле и н-пентане. Показана эффективность использования суспензий магнетита по сравнению с его порошком для сорбции асфальтенов: для суспензии в толуоле сорбция вырастает по сравнению с таковой для порошка магнетита в пять раз, а для суспензии в н-пентане – в четырнадцать раз (в пересчете на единицу массы магнетита). Исследовано влияние магнитного поля (0,5 Тл) на процесс сорбции. Выявлено, что применение такого магнитного поля приводит к увеличению сорбции асфальтенов из легкого нефтяного сырья: так, для суспензии в н-пентане сорбция возрастает с 220 ± 25 до 313 ± 38 г/г адсорбента. Увеличение сорбции в образцах, прошедших магнитную установку, объясняется большей доступностью асфальтенов из-за разрушения части их кластеров.
Для цитирования:
Мингалев П.Г., Гришаев П.А., Эрлих Г.В., Лисичкин Г.В. Магнито-сорбционная деасфальтизация нефтяных фракций. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 11. С. 76-82. DOI: 10.6060/ivkkt.20226511.6700.
Литература
McLean J.D., Kilpatrick P.K. Effects of Asphaltene Solvency on Stability of Water-in-Crude-Oil Emulsions. J. Colloid Interface Sci. 1997. V. 196. P. 23. DOI: 10.1006/jcis.1997.5177.
Miller V.K., Ivanova L.V., Mansur G., Uertas Budilova S.K., Koshelev V.N., Primerova O.V. The structural fea-tures of resins and asphaltenes of Udmurtia oilfields. ChemChemTech[Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 10. P. 113-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20216410.6370.
Al-Sabawi M., Seth D., de Bruijn T. Effect of modifiers in n-pentane on the supercritical extraction of Athabasca bitumen. Fuel Proc. Technol. 2011. V. 92. P. 1929. DOI: 10.1016/j.fuproc.2011.05.010.
Magomedov R.N., Pripakhailo A.V., Maryutina T.A. Effect of Iron Oxide on the Efficiency of Solvent Deasphalt-ing of Oil Residue by Subcritical Pentane. Sverkhkrit. Flyuidy: Teor. Prakt. 2019. V. 14. N 3. P. 56 (in Russian). DOI: 10.1134/S1990793120070131.
Baek H., Kim C.H., Kim S.H., Kim Y., Hong S.S. A Study on the Extraction of Heavy Hydrocarbon Oil from Atmospheric Residues Using Solvent of Supercritical n-Pentane. Energy Eng. J. 1993. V. 2. N 1. P. 68.
Lopez-Linares F., Carbognani L., Sosa-Stull C., Pereira-Almao P., Spencer R.J. Adsorption of Virgin and Visbro-ken Residue Asphaltenes over Solid Surfaces. Energy Fuels. 2009. V. 23. N 4. P. 1901. DOI: 10.1021/ef8009102.
Nassar N.N., Hassan A., Pereira-Almao P. Metal oxide nanoparticles for asphaltene adsorption and oxidation. J. Colloid Interface Sci. 2011. V. 360. P. 233. DOI: 10.1016/j.jcis.2011.04.056.
Nassar N.N., Hassan A., Pereira-Almao P., Lopez-Linares F., Carbognani L. Iron oxide nanoparticles for rapid adsorption and enhanced catalytic oxidation of thermally cracked asphaltenes. Fuel. 2012. V. 95. P. 257-262. DOI: 10.1016/j.fuel.2011.09.022.
Franco C., Pacino E., Bunjumea P., Ruiz M.A., Cortes F.B. Kinetic and thermodynamic equilibrium of asphaltenes sorption onto nanoparticles of nickel oxide supported on na-noparticulated alumina. Fuel. 2013. V. 105. P. 408-414. DOI: 10.1016/j.fuel.2012.06.022.
Hashemi R., Nassar N.N., Almao P.P. Nanoparticle technology for heavy oil in-situ upgrading and recovery enhancement: Opportunities and challenges. Appl. Energy. 2014. V. 133. P. 374. DOI: 10.1016/j.apenergy.2014.07.069.
Zhang S., Liu D., Deng W., Que G. A Review of Slurry-Phase Hydrocracking Heavy Oil Technology. Energy Fuels. 2007. V. 21. N 6. P. 3057. DOI: 10.1021/ef700253f.
Adams J.J. Asphaltene Adsorption, a Literature Review. Energy Fuels. 2014. V. 28. P. 2831. DOI: 10.1021/ef500282p.
Kharisov B.I., Gonzales M.O., Quezada T.S., Gomez de la Fuente I., Longoria F. Materials and nanomaterials for the removal of heavy oil components. J. Petrol. Sci. Eng. 2017. V. 156. P. 971. DOI: 10.1016/j.petrol.2017.06.065.
Takaeva M.A., Musaeva M.A., Akhmadova Kh.Kh., Pivovarova N.A., Syrkin A.M. Intensification of the pro-cesses of preparation and processing of Grozny oils and heavy hydrocarbon raw materials under the influence of a magnetic field. Elektron. Nauch. Zhurn. Neftegaz. Delo. 2011. N 3. P. 223 (in Russian).
Roa M., Cruz-Duarte J.M., Correa R. Study of an asphaltene electrodeposition strategy for Colombian extra-heavy crude oils boosted by the simultaneous effects of an external magnetic field and ferromagnetic composites. Fuel. 2021. V. 287. P. 119440. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.119440.
El-Gendi N.S., Nassar H.N. Biosynthesized magnetite nanoparticles as an environmental opulence and sustainable wastewater treatment. Sci. Total Environ. 2021. V. 774. P. 145610. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.145610.
Shayan N.N., Mirzayi B. Adsorption and Removal of Asphaltene using Synthesized Maghemite and Hematite Nanoparticles. Energy Fuels. 2015. V. 29. P. 1397 – 1406. DOI: 10.1021/ef502494d.
Brown L.D., Ulrich A.C. Oil sands naphthenic acids: A review of properties, measurement, and treatment. Chemosphere. 2015. V. 127. P. 276–290. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2015.02.003.
Liu Y., Kujawinski E.B. Chemical Composition and Potential Environmental Impacts of Water-Soluble Polar Crude Oil Components Inferred from ESI FT-ICR MS. Plos one. 2015. V. 10. P. 136 - 138. DOI: 10.1371/journal.pone0136376.
Santos I.C., Oliveira P.F., Mansur C.R.E. Factors and affect crude oil viscosity and techniques to reduce it: a re-view. Brazil. J. Petrol. Gas. 2017. V. 11. P. 115-130. DOI: 10.5419/BJPG2017-0010.
Khalafa M.H., Mansoorib G.A., Yongc C.W. Magnetic treatment of petroleum and its relation with asphaltene aggregation onset (an atomistic investigation). J. Petrol. Sci. Eng. 2019. V. 176. P. 926 – 933. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.01.059.
Fan. T., Wang. J., Buckley J. Evaluating crude oil by SARA Analysis. Soc. Petrol. Eng. 2002. V. 10. P. 178. DOI: 10.2118/75228-МС.
Girard H.-L., Bourrianne P., Chen D., Jaishankar A., Vreeland J.L., Cohen R.E., McKinley G.H. Asphaltenes Adsorption on Functionalized Solids. Langmuir. 2020. V. 36. P. 3894 – 3902. DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c00029.
