ТРАНСФОРМАЦИЯ АСФАЛЬТЕНОВ ПРИ ТЕРМОКРЕКИНГЕ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЕЙ
Аннотация
В работе изучен состав продуктов термического крекинга четырех тяжелых нефтей РФ. Эксперименты были проведены при температуре 450 °C и продолжительности от 60 до 120 мин. Определена оптимальная продолжительность крекинга для каждой нефти. Установлено, что при термическом крекинге ашальчинской и кармальской нефти (нефти с высоким соотношением смол к асфальтенам) по отношению к зюзеевской и усинской нефти (нефти с низким соотношением смол к асфальтенам), реакции деструкции компонентов протекают медленно, в то время как реакции конденсации более выражены. Показано, что для ашальчинской и кармальской нефти выход побочных продуктов в 3-4 раза меньше, чем для зюзеевской и усинской нефти. Для зюзеевской и усинской нефти отмечается более глубокая деструкция смолисто-асфальтеновых компонентов при крекинге, что способствует увеличению выхода светлых фракций более 20% мас. Установлено, что для нефтей Ашальчинского и Кармальского месторождений при термическом крекинге наблюдается увеличение биароматических углеводородов и снижение моно- и полиароматических углеводородов. При этом разница для данных объектов отмечается в образовании насыщенных и триароматических углеводородов. Показано, что после крекинга зюзеевской нефти в составе масел содержание насыщенных и биароматических углеводородов уменьшается, а полиароматических углеводородов – увеличивается. В то же время для этих групп углеводородов в составе масел усинской нефти наблюдаются противоположные тенденции. Установлено, что при термокрекинге ашальчинской и кармальской нефти, блочность молекул асфальтенов увеличивается, а деструкция алифатических заместителей протекает медленно. Показано, что в образовании вторичных асфальтенов участвуют различные гетероароматические фрагменты. Методом структурно-группового анализа выявлено, что для зюзеевской и усинской нефти деструкция асфальтенов протекает более интенсивно, усредненные молекулы становятся меньше, количество структурных блоков снижается в 2 раза. Реакции ароматизации и деалкилирования спообствуют большей сконденсированности молекул.
Для цитирования:
Свириденко Н.Н., Уразов Х.Х., Корнеев Д.С. Трансформация асфальтенов при термокрекинге тяжелых нефтей. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 8. С. 75-83. DOI: 10.6060/ivkkt.20256808.12t.
Литература
Mukhamatdinov I.I., Khaidarova A.R., Mukhamatdinova R.E., Affane B., Vakhin. A.V. Development of a catalyst based on mixed iron oxides for intensification the production of heavy hydrocarbon feedstocks. Fuel. 2022. V. 312. P. 123005. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.123005.
Mironov N., Milordov D., Tazeeva E., Tazeev D., Abi-lova G., Yakubova S., Yakubov M. Impact of Asphaltenes on the Adsorption Behavior of Petroleum Vanadyl Porphyrins: Kinetic and Thermodynamic Aspects. Energy Fuels. 2021. V. 35. P. 14527–14541. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.1c01495.
Maity S.K., Ancheyta J., Marroquín G. Catalytic Aquathermolysis Used for Viscosity Reduction of Heavy Crude Oils: A Review. Energy Fuels. 2010. V. 24. N 5. P. 2809–2816. DOI: 10.1021/ef100230k.
Kovalenko E.Yu., Sagachenko T.A., Cherednichenko K.A., Gerasimova N.N., Cheshkova T.V., Min R.S. Structural Organization of Asphaltenes and Resins and Composition of Low Polar Components of Heavy Oils. Energy Fuels. 2023. V. 37. N 13. P. 8976–8987. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.3c01048.
Nal’gieva Kh.V., Kopytov M.A. Study of the Thermolysis Products of Asphaltenes from the Vacuum Residue of Usinskoe Oil Produced in Supercritical Water. Khim. Tverd. Topliva. 2022. V. 56. P. 116–122 (in Russian). DOI: 10.3103/S0361521922020070.
Voronetskaya N.G., Pevneva G.S. Structural transformations of heavy oil resins and asphaltenes during ther-mal cracking. Solid Fuel Chem. 2021. V. 55. P. 165–170. DOI: 10.3103/S0361521921030113.
Mukhamatdinov I.I., Salih I.S.S., Rakhmatullin I.Z., Sitnov S.A., Laikov A.V., Klochkov V.V., Vakhin A.V. Influence of Co-Based Catalyst on Subfractional Compo-sition of Heavy Oil Asphaltenes during Aquathermolysis. J. Petrol. Sci. Eng. 2019. V. 186. P. 106721. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.106721.
Mukhamatdinov I.I., Sviridenko N.N. Special Issue Catalysis for Bitumen/Heavy Oil Upgrading and Petroleum Refining. Catalysts. 2024. V. 14. N 8. P. 524. DOI: 10.3390/catal14080524.
Nalgieva Kh.V., Kopytov M.A. Characteristics of the degradation products of resins and asphaltenes in super-critical water. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 11. P. 25–31. DOI: 10.6060/ivkkt.20236611.11t.
Sviridenko N.N., Akimov A.S. Characteristics of products of thermal and catalytic cracking of heavy oil asphal-tenes under supercritical water conditions. J. Supercrit. Fluids. 2023. V. 192. P. 105784. DOI: 10.1016/j.supflu.2022.105784.
Pei S., Huang L., Zhang L., Ren S. Experimental study on thermal cracking reactions of ultra-heavy oils during air injection assisted in-situ upgrading process. J. Petrol. Sci. Eng. 2020. V. 195. P. 107850. DOI: 10.1016/j.petrol.2020.107850.
Zhang X., Yan L., Yu G., Zhang S., Dai W. Simulation of heavy-oil thermal cracking process on the basis of car-bon number-based component approach. Computer Aided Chem. Eng. 2005. V. 20. P. 469–474. DOI: 10.1016/S1570-7946(05)80200-7.
Carrillo J.A., Corredor L.M. Upgrading of heavy crude oils: Castilla. Fuel Proc. Technol. 2013. V. 109. P. 156−162. DOI: 10.1016/j.fuproc.2012.09.059.
Shi Q., Zhao S., Zhou Y., Gao J., Xu C. Development of heavy oil upgrading technologies in China. Rev. Chem. Eng. 2019. V. 36. P. 1–19. DOI: 10.1515/revce-2017-0077.
Sviridenko N.N., Urazov K.Kh. Catalytic upgrading of heavy oil from the Ashalchinskoye oilfield. Petrol. Sci. Technol. 2022. V. 41. N 20. P. 1918–1933. DOI: 10.1080/ 10916466.2022.2104872.
Mukhamatdinov I.I., Salih Sh.S.I., Ismael M., Aliev F.A., Davletshin R.R., Vakhin A.V. Influence of Naphthenic Hydrocarbons and Polar Solvents on the Composition and Structure of Heavy-Oil Aquathermolysis Products. Ind. Eng. Chem. Res. 2021. V. 60. N 36. P. 13191-13203. DOI: 10.1021/acs.iecr.1c02341.
Mustafin I.A., Akhmetov A.F., Gimadieva A.R., Khanov A.R., Galiakhmetov R.N., Sudakova O.M. Preparation of Nickel 2 Ethylhexanoate, a Precursor of Cracking Catalysts for Heavy Hydrocarbon Feedstocks. Chem Technol Fuels Oils. 2023. V. 58. P. 942–945. DOI: 10.1007/s10553-023-01472-1.
Iovik Y.A. Krivtsov E.B. Thermal transformations of sulfur-containing components of oxidized vacuum gas oil. Petrol. Chem. 2020. V. 60. P. 341–347. DOI: 10.1134/S0965544 120030081.
Poletaeva O.Yu., Kolchina G.Yu., Leontev A.Yu., Babayev E.R., Movsumzade E.M. Study of composition of high-viscous heavy oils by method of nuclear magnetic resonant spectroscopy. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2021. V. 64. N 1. P. 52-58. DOI: 10.6060/ivkkt.20216401.6261.
Sviridenko N.N., Urazov K.K., Sergeyev N.S. The effect of asphaltenes quantity on thermal and catalytic cracking product yield of heavy oil from Karmalskoye field. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 8. P. 76-84. DOI: 10.6060/ivkkt.20246708.6t.
