ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЯВЛЕНИЯ КАВИТАЦИИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТИ
Аннотация
На протяжении последних десятилетий в балансе добываемых углеводородов прослеживается тенденция возрастания доли тяжелых, высоковязких нефтей. Их транспортировка и переработка сопряжена с повышенными энергозатратами, снизить которые возможно, используя инновационный метод обработки нефти, основанный на явлении кавитации. Нужно отметить, что информация об изменении характеристик нефти в результате кавитационной обработки противоречива. Это касается и характера изменения показателей и стабильности этих изменений во времени. В ряде случаев различный характер изменений связывают с групповым составом образцов. Данная работа посвящена исследованию влияния кавитационной обработки нефтей различной природы на их фракционный состав и характеристики отдельных фракций. Здесь же предпринята попытка определения оптимального времени фракционирования нефти (после обработки) с позиций наибольшего выхода светлых фракций. В качестве объектов исследования в работе были выбраны тяжелая и легкая нефти Ильского месторождения (Краснодарский край). Изучение влияния условий обработки на вязкость нефтепродуктов проводилось на образце прямогонного мазута (МП), полученного на установке ЭЛОУ-АВТ-6 и предоставленного АО «Газпромнефть – МНПЗ». Кавитационную обработку образцов проводили в аппарате ГВД «Донор-2». Плотность образцов и их фракций определяли в соответствии с ГОСТ 3900-85 «Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности». Фракционный состав нефтей в соответствии с ГОСТ 2177-99 «Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава». Для определения фракционного состава темных нефтепродуктов использовали перегонку под вакуумом. Кинематическую вязкость определяли по ГОСТ 33-2016. Проведенные исследования показали перспективность использования явления кавитации в процессах переработки нефти. Используя это явление, возможно изменить (снизить) вязкость нефтепродукта, увеличить выход фракций с меньшими температурами кипения. При этом эффективность воздействия возрастает с увеличением плотности нефтепродукта. Полученные результаты не подтверждают информацию о пост-эффекте кавитационной обработки нефтепродуктов, когда изменения характеристик образца продолжаются еще в течение некоторого времени. На примере измерения вязкости образца мазута показано, что после обработки начинается релаксация характеристик, причем наиболее заметно она протекает в первые 5 дней после обработки. Это позволяет рекомендовать проводить обработку образца непосредственно перед его фракционированием. Также следует отметить, что в результате кавитационной обработки изменению подвергаются не только темные, но и светлые погоны нефти, при этом во всех погонах наряду с процессами деструкции и изомеризации, протекают и процессы уплотнения.
Для цитирования:
Пешнев Б.В., Николаев А.И., Никишин Д.В., Алхамеди М.Х.И. Перспективы использования явления кавитации при переработке нефти. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2023. Т. 66. Вып. 4. С. 110-116. DOI: 10.6060/ivkkt.20236604.6760.
Литература
Galimov R.A., Krotov V.V., Mardanshin R.N., Harlampidi H.E. Differentiation of oil in a magnetic field. Vest. Kazan. Tekhnol. Univ. 2010. N 3. P. 467-471 (in Russian).
Promtov M.A. Hydropulse cavitation treatment of crude oil in the rotor-stator device. Vest. TSTU. 2018. V. 24. N 3. P. 455-460 (in Russian). DOI: 10.17277/vestnik.2018.03.pp.455-460.
Grumondz V.T., Myagkov K.G., Stepanova V.V. Application of bubble cavitation to the treatment of hydro-carbon liquids. Vest. Moscow. Aviat. Inst. 2007. V. 14. N 3. P. 146-152 (in Russian).
Promtov M.A. Change in fractional composition of oil in hydro-pulse cavitation processing. Vest. TSTU. 2017. V. 23. N 3. P. 412-419 (in Russian). DOI: 10.17277/vestnik.2017.03.pp.412-419.
Prachkin V.G., Galyautdinov A.G., Baranov D.A. Changing of colloid-dispersed properties of oil systems using ultrasonic treatment. Neftepromysl. Delo. 2015. N 6. P. 58-63 (in Russian).
Khamidullin R.F., Kharlampidi H.E., Nikulin R.M., Sitalo A.V., Sharaf F.A. Increasing the yield of light distillates by activating petroleum raw materials. Khim. Tekhol. Topliv Masel. 2016. N 6 (598). P. 29-34 (in Russian).
Vorob'ev S.I., Torhovskij V.N., Tutorskij I.A., Kazmaly I.K. Mechanodestruction of petroleum hydrocarbons using a high-pressure disintegrator. Vest. MITHT. 2008. V. 3. N 3. P. 77-84 (in Russian).
Chervyakov V.M., Yudaev V.F., Vorob'ev Yu.V., Alekseev V.A., Chicheva-Filatova L.V., Akulov N.I. Modes of operation of technological equipment with cavitation excitation. Vest. TSTU. 2005. V. 11. N 2. P. 399-403 (in Russian).
Bagautdinov R.I., Tanatarov R.A., Karamyshev V.G. Investigation of the influence of wave processes on the rheological properties of oil. Tr. Nauch.-Issled. Un-ta Povysheniyu Nefteotdachi Plastov. 2000. V. 2. P. 190-195 (in Russian).
Volkova G.I., Prozorova I.V., Anufriev R.V., YUdina N.V., Mullakaev M.S., Abramov V.O. Ultrasonic oil treatment to improve viscosity-temperature characteristics. Neftepererabotka Neftekhim. 2012. N 2. P. 3-6 (in Russian).
Torhovskij V.N., Chizhevskaya E.V., Antonyuk S.N., Nikolaev S.A., Vorob'ev S.I. On the use of limited distil-late in the study of the effect of hydrodynamic cavitation on the transformation of hydrocarbon raw materials. Sb. tr. Netradits. prirod. resursy, innovats. tekhnologii i produkty. 2016. V. 23. P. 86-97 (in Russian).
Vinokurov V.A., Frolov V.I., Krestovnikov M.P., Lesin S.V., Shishkin Yu.L. Investigation of the effect of wave action on oil. Neftepererabotka Neftekhim. 2012. N 8. P. 3-8 (in Russian).
Torhovsky V.N., Vorobyev S.I., Egorova E.V., Ivanov S.V., Gorodsky S.N. Conversion of alkanes under single pulse of hydrodynamic cavitation. I. Behavior of C13–C15 alkane. Vest. MITKHT. 2013. V. 8. N 6. P. 27-32 (in Russian).
Torhovsky V.N., Chizhevskaya E.V., Antonyuk S.N., Nikolaev S.A., Vorobyev S.I. On the use of limited dis-tillation in the study of the effect of hydrodynamic receipts on the transformation of hydrocarbon raw materi-als. Message 2. Sb. tr. Netradits. prirod. resursy, innovats. tekhnologii i produkty. 2016. V. 24. P. 69-74 (in Russian).
Dudkin D.V., Fedyaeva I.M., Zhuravleva L.A. Chemical transformations of cycloalkanes under hydrodynamic cavitation action of water-based Cycloalkanes under hydrodynamic cavitation action of water-based. Sb. tr. Mezhdunar. nauch. foruma «Nauka i innovacii – sovremennye koncepcii». Moscow. 2020. P. 167-177 (in Russian).
Anisimov A.S., Karasyov Yu.V., Ivashkin A.A. Ways to improve the operational properties of diesel fuel. Mo-lodoy Uchyonyy. 2016. N 26 (130). P. 1-3 (in Russian).
Kashkina L.V., Stebleva O.P., Petrakovskaya E.A., Bayukov O.A. The effect of hydrodynamic cavitation on the structure and properties of soot particles. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2013. V. 56. N 5. P. 40-44 (in Russian).
Rybak B.M. Analysis nefti i nefteproduktov. M.: GNTINGTL. M.: 1962. 888 p.
Terenteva V.B., Peshnev B.V., Nikolaev A.I. Hydrodynamic activation of heavy oil residues. Tonkie Khim. Tekhnol. 2021. V. 16. N 5. P. 390-398 (in Russian). DOI: 10.32362/2410-6593-2021-5-390-398.
Terenteva V.B., Nikolaev A.I., Peshnev B.V. Increasing yield of distillate fractions during coking of petroleum residues. Tonkie Khim. Tekhnol. 2019. P. 14. N 1. P. 75-81 (in Russian). DOI: 10.32362/2410-6593-2019-14-1-75-81.
Nikolaev A.I., Peshnev B.V., Alhamedi M.H.I. Cavitation treatment of watered oil products. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 94-99 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6611.
