ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ТЯЖЕЛОГО НЕФТЯНОГО СЫРЬЯ
Аннотация
В работе рассмотрено влияние насыщения тяжелого нефтяного сырья газом или низкокипящими углеводородами перед его кавитационной обработкой на результаты воздействия. Для газонасыщения использовали воздух, водород и пропан-бутановую фракцию, изменяя содержание газа в сырье. В качестве жидких углеводородов использовали декалин. Кавитационную обработку проводили в гидродинамическом режиме на аппарате «Донор-2», давление обработки 50 МПа, число циклов воздействия варьировали от 1 до 5. Установлено, что насыщение тяжелого нефтяного сырья газом (добавление низкокипящих углеводородов) перед его кавитационной обработкой повышает эффект от воздействия. Это проявляется в большем снижении вязкости и плотности сырья, возрастании выхода фракций, выкипающих до 400 °С. Показано, что повышение содержания газа в сырье усиливает эффект. Установлено, что изменение фракционного состава сырья при кавитационной обработке связано с изменением его группового углеводородного состава. В результате кавитационного воздействия в тяжелом нефтяном сырье снижается содержание смол и асфальтенов и увеличивается содержание «масел». Результаты позволяют предполагать, что снижение вязкости сырья и увеличение содержания в нем «масел» связано с разрушением сложных структурных единиц дисперсной фазы сырья. Различия результатов, полученных при использовании водорода и пропан-бутановой фракции, связаны с различной растворимостью этих газов в жидких углеводородах. Отмечены различия в составе «масел» исходного сырья после его кавитационной обработки и после обработки с предварительным газонасыщением. Так, после кавитационной обработки без предварительного газонасыщения сырья доля ароматических углеводородов в «маслах» увеличивалась, а в случае обработки с предварительным газонасыщением - снижалась. Это позволяет предполагать, что при кавитационных явлениях в среде углеводородов протекают не только реакции крекинга и изомеризации, но и алкилирования и гидрирования, а в качестве алкилирующих и гидрирующих агентов выступают пропан-бутановая фракция и водород.
Для цитирования:
Никишин Д.В., Пешнев Б.В., Николаев А.И., Шебаршинова П.М. Интенсификация процесса кавитационной обработки тяжелого нефтяного сырья. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 9. С. 111-118. DOI: 10.6060/ivkkt.20246709.7012.
Литература
Geller S.V. // Neft'. Gaz. Novatsii. 2010. N 9. P. 20-26 (in Russian).
Mullakaev M.S. Ultrasonic intensification of oil production and refining. M.: JSC "VNIIOENG". 2014. 168 p. (in Russian).
Pivovarova N.A. // Petrol. Chem. 2019. V. 59. N 6. P. 559-569. DOI: 10.1134/S0965544119060148.
Promtov M.A. // Vestn. TGTU. 2008. V. 14. N 4. P. 861-869 (in Russian).
Kuznetsova E.G., Saribekova Yu.G. // Vost.-Evrop. Zhurn. Pered. Tekhnol. 2011. V. 4. N 6 (52). P. 50-53 (in Russian).
Blinaeva E.V., Blinaeva N.S., Akbasova D.B. // Vestn. Vost.-Kazakh. Gos. Tekhn. Univ. im. D. Serikbaeva. 2018. N 4. P. 81-85 (in Russian).
Gafarova E.B., Sviridov D.V. // Oborud. Tekhnol. Neftegaz. Kompleksa. 2020. N 2 (116). P. 71-78 (in Rus-sian). DOI: 10.33285/1999-6934-2020-2(116)-71-78.
Promtov M.A. // Vestn. TGTU. 2018. V. 24. N 3. P. 455-460 (in Russian). DOI: 10.17277/vestnik.2018.03.pp.455-460.
Khamidullin R.F., Kharlampidi Kh.E., Nikulin R.M., Sitalo A.V., Sharaf F.A. // HTTM. 2016. N 6 (598). P. 29-34 (in Russian).
Nurullaev V.Kh. // Transport Khranenie Nefteproduktov Uglevodorodnogo Syr'ya. 2017. N 1. P. 38-42 (in Rus-sian).
Promtov M.A., Sunagatullin R.Z., Kutukov S.E., Koliukh A.N., Sheina O.A., Zverev F.S., Suhovey M.V. // Probl. Sbora Podgotovki Trans. Nefti Tefteprodukt. 2020. N 5 (127). P. 76-88 (in Russian). DOI: 10.17122/ntj-oil-2020-5-76-88.
Nikolaev A.I., Peshnev B.V., Alkhamedi M.H.I. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 7. P. 94-99 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6611.
Peshnev B.V., Nikolaev A.I., Nikishin D.V., Alkhamedi M.Kh.I. // ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 4. P. 110-116 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20236604.6760.
Ivanov S.V., Vorobyev S.I., Torhovsky V.N., Gerzeliev I.M. // Vestn. MITHT. 2013. V. 8. N 3. P. 67-69 (in Rus-sian).
Bhangu S.K., Ashokkumar М. // Top. Curr. Chem. 2016. V. 374 (4). N 56. DOI: 10.1007/s41061-016-0054-y.
Avvaru B., Venkateswaran N., Uppara P., Iyengar S.B., Katti S.S. // Ultrason. Sonochem. 2018. V. 42. P. 493–507. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2017.12.010.
Safina I.R., Ibragimova D.A., Yaushev E.A., Khismiev R.R. // Vestn. Kazan. Tekhnol. Univ. 2014. V. 17. N 24. P. 212-213 (in Russian).
Cui J., Zhang Z., Liu X., Liu L., Peng J. // Fuel. 2020. V. 275. 117976. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.117976.
Padula L., Balestrin Lia B.S., Rocha N., Carvalho C., Westfahl H., Cardoso M.B., Sabadini E., Loh W. // En-ergy Fuels. 2016. V. 30. P. 3644-3651. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.5b02103.
Eyssautier J., Henaut I., Levitz P., Espinat D., Barre L. // Energy Fuels. 2012. V. 26. P. 2696-2704. DOI: 10.1021/ ef201412j.
Sawarkar A., Pandit A., Samant S., Joshi J. // Canad. J. Chem. Eng. 2009. V. 87. N 3. P. 329-342. DOI: 10.1002/cjce. 20169.
Yang Z., Zhang C., Gu S., Han P., Lu X. // Chem. Technol. Fuels Oils. 2013. V. 48. N. 6. P. 426-435. DOI: 10.1007/s10553-013-0391-2.
Liu J., Yang F., Xia J., Wu F., Pu C. // ACS Omega. 2021. V. 6. N 3. P. 2276–2283. DOI: 10.1021/acsomega.0c05585.
Sauter C., Emin M.A., Schuchmann H.P., Tavman S. // Ultrason. Sonochem. 2008. V. 15. N 4. P. 517-523. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2007.08.010.
Xu H., Tu J., Niu F., Yang P. // Appl. Acoustics. 2016. V. 101. P. 179-183. DOI: 10.1016/j.apacoust.2015.08.020.
Lomakin V., Bibik O. // Sat. tr. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. and Eng. 2019. V. 492. P. 012037. DOI: 10.1088/1757-899X/492/1/012037.
Al-Obaidi A.P., Mishra R. // Arab. J. Sci. Eng. 2020. V. 45. P. 5657-5671. DOI: 10.1007/s13369-020-04509-3.
Karalin E.A., Oparkin A.V., Murtazin N.F., Fedoseeva A.M. // Vestn. Kazan. Tekhnol. Univ. 2015. V. 18. N 20. P. 38-40 (in Russian).
Leybovich L.I., Evstegneev Y.V. // Modern Eng. Innov. Technol. 2019. N 07-01. P. 46-50 (in Russian). DOI: 10.30890/2567-5273.2018-05-03-032.
Matvienko V.G., Yarym-Agaev N.L. // Naukovi praci Donets. nats. tekhn. univ. Ser.: "Khimiya i khimichna tekhnologiya". 2006. N 108 (8). P. 74-79 (in Russian).
Torkhovsky V.N., Antonyuk S.N., Chizhevskaya E.V., Vorobyov S.I., Nikolaeva M.V., Arnatsky V.A. // Tekhnol. Nefti Gaza. 2019. N 4 (123). P. 3-11 (in Rus-sian). DOI: 10.32935/1815-2600-2019-123-4-3-11.
