ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОИЗВОДНЫХ ТИОФЕНА В ПРОДУКТАХ ИНИЦИИРОВАННОГО КРЕКИНГА ВАКУУМНОГО ОСТАТКА
Аннотация
В связи со снижением запасов легких нефтей наиболее актуальным становится разработка эффективных методов переработки нефтяных остатков с высоким содержанием серы. Одним из перспективных методов является переработка гудронов в присутствии инициирующих добавок. В работе приводятся результаты исследования состава продуктов крекинга гудрона Омского НПЗ в присутствии твердофазных добавок: карбоната и ацетата кальция. Термическую обработку смеси гудрона с различным количеством твердофазных добавок проводили при температуре 500 °C, продолжительность процесса составляла 45 мин. Установлены основные закономерности изменения материального баланса процесса и компонентного состава жидких продуктов крекинга в зависимости от количества добавки. Показано, что применение карбоната и ацетата кальция в небольших количествах способствует снижению выхода твердых продуктов крекинга. Установлено, что применение инициирующих добавок способствует увеличению дистиллятных фракций в составе жидких продуктов в 1,5 раза относительно термического крекинга гудрона. Методом газожидкостной хроматографии исследованы фракционный состав продуктов и распределение производных тиофена по фракциям. Показано, что в процессе термического крекинга гудрона степень удаления серы из состава жидких продуктов незначительна. Интенсивно образуются и накапливаются производные тиофена, бензо- и дибензотиофена, что ухудшает качество получаемых дистиллятных фракций. Одним из основных источников образованных гомологов тиофена являются смолы и асфальтены, а также высокомолекулярные серосодержащие компоненты масел. Применение добавок карбоната и ацетата кальция способствует снижению содержания серы в составе жидких продуктов крекинга практически на 60 % отн.
Для цитирования:
Гончаров А.В., Кривцов Е.Б. Закономерности образования производных тиофена в продуктах инициированного крекинга вакуумного остатка. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 7. С. 83-91. DOI: 10.6060/ivkkt.20266907.7t.
Литература
Kim D.–W., Lee C.–H. Efficient conversion of extraheavy oil into distillates using tetralin/activated carbon in a continuous reactor at elevated temperatures. J. Anal. Appl. Pyrolysis. 2019. V. 140. N 140. P. 245–254. DOI: 10.1016/j.jaap.2019.04.001.
Chiaberge S. Guglielmetti G., Montanari L., Salvalaggio M., Santolini L., Spera S., Cesti P. Investigation of Asphaltene Chemical Structural Modification Induced by Thermal Treatments. Energy Fuels. 2009. V. 23. P. 4486 – 4495. DOI: 10.1021/ef900206n.
Pedram-Rad T., Es’haghi Z., Ahmadpour A. Adsorptive desulfurization of model gasoline by using modified bentonite. J. Sulfur Chem. 2019. V. 40. N 2. P. 149–165. DOI: 10.1080/17415993.2018.1548620.
Kohli K., Prajapati R., Maity S., Sharma B.K. Hydrocracking of heavy crude / residues with waste plastic. J. Anal. Appl. Pyrol. 2019. V. 140. P. 179 – 187. DOI: 10.1016/j.jaap.2019.03.013.
Maloletnev A.S. Yulin M.K., Vol'-Epshtein A.B. Thermal cracking of black oil fuel in a mixture with shale. SFC. 2011. V. 45. N 4. P. 233-238. DOI: 10.3103/S0361521911040082.
Krivtsov E.B., Goncharov A.V., Sviridenko Y.A., Merzhigot M.I. Kinetic regularities of formation and de-struction of thiophene derivatives during heat treatment of high-sulfur vacuum gas oil oxidation products. Chem-ChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2023. V. 66. N 11. P. 32-41 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246708.15t.
Dokuchaev I.S., Zurnina A.A. Sklyuev P.V., Maximov N.M., Tyshchenko V.A. Investigation of the conversion of vacuum residues in the presence of dispersed and oil-soluble suspended catalysts. Ros. Khim Zhurn. 2023. V. 67. N 3. P. 3-10 (in Russian). DOI: 10.6060/rcj.2023673.1.
Namsaraev Z.B., Kadiev Kh.M., Dandaev A.U., Barkhutova D.D., Mel’nikova A.A., Ivanov E.V. Com-bined Hydrothermal Conversion of Biomass (Algae and Aquatic Vegetation) from Lake Baikal Littoral Zone and Heavy-Oil Resids to Produce Biofuel. Chem. Technol. Fuels Oils. 2018. N 6. P. 813-816. DOI: 10.1007/s10553-018-0865-3.
Biswas S., Majhi S., Mohanty P., Pant K.K., Sharma D.K. Effect of different catalyst on the co-cracking of Jatropha oil, vacuum residue and high density polyeth-ylene. Fuel. 2014. V. 133. P. 96–105. DOI: 10.1016/j.fuel.2014.04.082.
Cheng Z.M., Ding Y., Zhao L.Q., Yuan P.Q., Yuan W.K. Effects of Supercritical Water in Vacuum Residue Upgrading. Energy Fuels. 2009. V. 23. N 6. P. 3178 – 3183. DOI: 10.1021/ef900132z.
Bianco A.D., Panariti N., Prandini B., Beltrame P.L., Carniti P. Thermal cracking of petroleum residues: 2. Hydrogen–donor solvent addition. Fuel. 1993. V. 72. P. 81 – 85. DOI: 10.1016/0016-2361(93)90380-K.
Supramono D., Hendrawan A. Synthesis of activated carbon using mixed vacuum residue and castor oil. AIP Conf. Proc. 2019. V. 2062. P. 020052. DOI: 10.1063/1.5086599.
Goncharov A.V., Krivtsov E.B. Effect of didodecanoyl peroxide on transformations of high-sulfur vacuum resi-due components in the process of initiated cracking. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 8. P. 121-128 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246708.15t.
Murakami K., Sato M., Tsubouchi N., Ohtsuka Ya., Sugawara K. Steam gasification of Indonesian subbitu-minous coal with calcium carbonate as a catalyst raw material. Fuel Process. Technol. 2015. V. 129. P. 91 – 97. DOI: 10.1016/j.fuproc.2014.08.023.
Liu Sh., Wang M., Zhang K., Yu Zh., Yang S., Shangguan J., Zhang G., Du W., Li J., Liu Yu. Sulfur retention efficiency of clean coke produced by co-pyrolysis of coal with CaCO3 to substitute household coal. CRC. 2021. V. 4. P. 142 – 149. DOI: 10.1016/j.crcon.2021.04.001.
Zhang Yu., Cui H., Yi W., Song F., Zhao P., Wang L., Cui J. Highly effective decarboxylation of the carboxylic acids in fast pyrolysis oil of rice husk towards ketones using CaCO3 as a recyclable agent. Biomass Bioenergy. 2017. V. 102. P. 13 – 22. DOI: 10.1016/j.biombioe.2017.04.004.
Sunyaev Z.I. Petroleum carbon M.: Khimiya. 1972. 93 p. (in Russian).
Gharibi S., Mjalli F.S., Al-Hajri R. CO2-H2O assisted co-pyrolysis of petroleum vacuum residue and polypro-pylene to improve asphaltene reduction and coke suppression: a statistical approach. J. Anal. Appl. Pyrol. 2023. V. 171. P. 105979. DOI: 10.1016/j.jaap.2023.105979.
Magomedov R. N., Pripakhaylo A.V., Dzhumamukhamedov D.Sh., Maryutina T.A. Solvent deasphalting of vacuum residue using carbon dioxide-toluene binary mixture. J. CO2 Util. 2020. V. 40. P. 101206. DOI: 10.1016/ j.jcou.2020.101206.
Goncharov A.V., Krivtsov E.B. Calculation of the Rate Constants of Thermal Cracking and Condensation Reac-tions of High-Sulfur Tar Asphaltenes. SFC. 2022. V. 56. N 2. P. 108–115. DOI: 10.3103/S0361521922020136
Yang Ch., Faragher R., Yang Z., Hollebone B., Fieldhouse B., Lambert P., Beaulac V. Characterization of chemical fingerprints of ultralow sulfur fuel oils using gas chromatography-quadrupole time-of-flight mass spec-trometry. Fuel. 2023. V. 343. P. 127948. DOI: 10.1016/ j.fuel.2023.127948.
Miki Y., Toba M., Yoshimura Y. Analysis of sulfur compounds in straight-run naphtha and FCC gasoline. J. Jpn. Petrol. Inst. 2008. V. 51. P. 255-233. DOI: 10.1627/jpi.51.225.
Goncharov A.V., Krivtsov E.B. Changes in the Molecular Structure of Asphaltenes in the Process of Tar Craking in the Presence of Calcium Acetate. SFC. 2025. V. 1. P. 59-66. DOI: 10.31857/S0023117725010086.
