CC BY
22
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Том 300 1977
ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВАНАДИЯ ВО ФРАКЦИЯХ ИТК НЕФТЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Г. Н. АЛЕШИН, Л. Г. ГЛУХОВ, Г. М. РЫЖОВА, В. Н. СЕМЕНОВ
(Представлена научно-методическим семинаром органических кафедр химико-технологического факультета)
Наибольший интерес из всех микроэлементов, содержащихся в нефти, представляет ванадий. Это объясняется тем, что он является постоянным компонентом нефтяной золы и распространен также в битумах, сланцах, каменных углях и торфах [1, 14].
Количественное содержание его и ряда других микроэлементов в нефти в современной геохимии принимается за критерий определения ее возраста [5, 6], а также может быть использовано в качестве оценки для генетической классификации нефти в определенных районах ее добычи [ 14].
Присутствие ванадия в сырье каталитического крекинга приводит к отложению его на катализаторе, что снижает активность и селективность последнего. Это ведет к уменьшению выхода бензина и увеличению кокса и газа [2, 3].
Таблица!
Характеристика типовых нефтей и нефтей Самотлорского и Варь-Еганского
месторождения
.¿.л Содержание, с Ь вес
Нефть Д о о я Н м о * ч Зольность, % вес Молекулярный вес Кинематиче кал вязкост асфальте-нов серы смол сили-кагелевых
Самотлорского месторождения 0,8525 , 0,017 213 7,39 0,71 0,95 8,53
Типовая Л 975 года 0,8473 0,029 185 7,07 0,80 0,88 5,90
Типовая 1980 года 0,8512 0,028 190 3,74 0,60 0,66 7,00
Варь-Еганского месторождения 0,8552 0,016 208 9,73 0,90 0,47 6,70
Содержание данного элемента в тяжелых остаточных топливах способствует высокотемпературной коррозии аппаратуры, наблюдающейся при температуре выше 600°С. Так, ванадиевой коррозии подвержены в значительной мере рабочие и направляющие лопатки газовых
турбин [4, 8]. Представляет также интерес промышленное извлечение ванадия из тяжелых нефтяных фракций, в которых сосредоточено его основное количество.
Целью данного исследования, проводимого на кафедре химической технологии топлива, было изучение содержания ванадия и выявление закономерности его распределения в нефтях и фракциях ИТК нефтей месторождений Западной Сибири. В качестЁе объекта исследования были взяты типовые нефти 1975 я 1980 годов, а также нефти Самот-лорского и Варь-Еганского месторождений, характеристика которых дана в табл. 1.
Таблица 2
Содержание ванадия во фракциях ИТК типовых нефтей 1975 и 1980 годов и нефти Варь-Еганского месторождения
Типовая нефть 1975 года Типовая нефть 1980 года Нефть Варь-Еганского мёсторождения
Температурные пределы отбора фракций, ° С Содержание ванадия во фракциях, % вес-XI О"3 Темератуэ-ные пределы отбора фракций, 0 С / Содержание ванадия во фракциях, % вес X Х1(Г3 Температурные пределы отбора фракций, °С Содержание ванадия во фракциях, % вес X XI (г5
75—97 0,0)! 2 55—77 0,038 34—65 0,028
97—116 0„ÛÎ9 77—95 0,0-407 65—80 0,058
fil 6—.133 0,059 95—111 0,047 80'—92 0,102
133—150 0,133 111—124 0,090 92—.1(10 0,Д84
150—167 0,023 124—|142 0,145 111 -0—,130 0,568
167—182 0,018 142,—,158 0,13.6 130—il 44 0,067
182—199 0,028 158—(174 0,148 144—il 59 0,109
199—214 0,213 174—¡192 0,Ю7 159—,1,75 0,323
214—230 0,314 ■Ш2—207 0,342 175—Л93 0,165
230—246 __ 207—225 0,37(2 193—2|Î0 0,28.1
246—263 0,135 225:—240 0,308 aio—230 0,685
263—280 240—258 0,3(18 230—Í2I50 0,875
280—298 0,292 258—280 0,3,26 250—2¡69 0,914
298—315 0,258 280—298 0,282 2(09—284 0,605
315—334 0,391 298—312 — 2i84—299 ; 1,792
334—353 0,154 312—329 ода 290—317 0,706
353—373 0,328 329—343 0Ь2|56 3t! 7^334 U186
373<—ЗШ 0,351 343—363 0,34(1 3|34—363 __
392—4*1(1 0,235 363—380 — 353—370 0,655
4\hh—430 — 380—402 — 370—390 0,480
43,0—450 0,258 402—420 0,209 390—408 2,265
— 420'—438 0„267 408—425 1,520
— — 438—4,54 0,205 425—445 3,365
— ___ 454—472 0,108 445—465 —
— — 472i—490 — 465—480
_ 490—500 0*206 — —
Остаток 1,25 Остаток / 1,390 —— —
Количественное определение ванадия в нефтях и фракциях ИТК проводилось нейтронно-активационным методом в секторе радиоакти-вационного анализа НИИ ЯФЭА при ТПИ [13]. Полученные результаты приведены в табл. 2.
Из табл. 2 видно, что ванадий присутствует во всех фракциях исследуемых нефтей. Это подтверждает многочисленные факты того, что ванадий не является в нефти случайной примесью. Присутствие ванадия во всех фракциях ИТК может быть объяснено летучестью соединений нефти, с которыми связан ванадий.
Распределение ванадия по фракциям ИТК неравномерно. Для них характерен скачкообразный рост его в интервале температур 200— 380°С. Можно предположить, что это могут быть соединения ванадила. Поскольку от 72 до !/з летучих соединений ванадия обнаруживается в газойле не только в виде соединений металл-порфиринового комплекса, но в виде соединений ванадила [9].
Следует также отметить, что во фракциях ИТК Варь-Еганского месторождения содержится значительно меньше ванадия, чем во фракциях ИТК типовых нефтей 1975—1980 годов.
Максимум содержания ванадия при ИТК разгонке нефтей приходится на остаточные фракции, что может быть объяснено концентрированием его смолисто-асфальтовыми веществами [7, 11, 12].
Проведено исследование содержания ванадия в двадцатиградусных фракциях самотлорской нефти, предварительно подвергнутой облучению у-кваитами. Доза облучения изменялась в интервале 10~6— 10~8 рад. Результаты даны в табл. 3.
Таблица 3
Содержание ванадия в двадцатиградусных фракциях самотлорской нефти
Температурные пределы отбора фракций, °С Содержание ванадия, г\мл-10 6
Необлученная нефть Нефть, облученная до дозы 1 рад
1,6-10 1,92-107 1,06-108
100—1.20 1,24 2,17 2,31 2,54
140—160 1,21 1,71 0,78 1,79
1 80j—200 0,24 0,45 0,63 0,27
220—240 0,49 0,29 0,76 0,88
2.60—280 0,68 0,98 1,91 3,26
300—320 1,45 2,31 2,82 5,46
340—360 0,17 0,73 0,59 1,58
Данные табл. 3 показывают, что ^-излучение оказывает влияние на .распределение ванадия в двадцатиградусных фракциях самотлорской нефти. С ростом величины дозы наблюдается увеличение содержания микроэлемента в них. Это указывает на чувствительность к у_квантам определенной части соединений нефти, связанных с ванадием [10].
Выводы
1. Определено содержание ванадия во фракциях ИТК типовых нефтей 1975—1980 годов, нефти Варь-Еганского месторождения и в
95
двадцатиградусных фракциях предварительно облученной у-квантами самотлорской нефти.
2. Ванадий присутствует во всех фракциях ИТК.
3. Отмечается скачкообразный рост содержания ванадия во фракциях ИТК, выкипающих в температурных пределах 200—380°С.
4. Гамма-излучение оказывает влияние на распределение ванадия в 20°С фракциях самотлорской нефти. Оно зависит от величины дозы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Д. И. 3 у л ь ф у г а р л ы. Геохимическое исследование каустобиолитов. Учёные записки Азерб. ун-та. Сер. хим. наук, № 4„ 1967, стр. 27—36.
2. Р. М. М а с а г у т о в, Б. Ф. Бор зов, Р. А. Данилова. Отравление металлами и старение катализаторов крекинга. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1968.
3. Р. М. М а с а г у т о в, Г. А. Берг, Р. А. Данилова. Влияние ванадия на качество алюмосиликатного катализатора и показатели каталитического крекинга. «Химия и технология топлив и масел», М., 19-67, № 9, стр. 14—16.
4. К. И. Иванов, К- Е. Зегер, А. А. Луж едкий. О требованиях к качеству высокосернистых (топочных) мазутов. В кн.: «Проблемы переработки высокосернистых нефтей». М., «Химия», 1966, стр. 239—244.
5. А. И. Б о г о м о л о в. Основные направления развития исследования нефтей и нефтяной геохимии. Материалы IX совещания работников лабораторий геохимических организаций. Вып. 6, 1965.
6. Г. Н. Бланков-а, Б. Н. Б очка рев. Нейтроино-активационный анализ микроэлементов нефтей с полупроводниковой гамм а-спектрометрией. В кн.: «Новые методы и приборы ядерной геофизики». Новосибирск, «Наука»,, 1970.
7. Д. И. 3 у л ь ф у г а (р л ы. Изучение содержания микроэлементов в отдельных фракциях нефтей. Ученые записки Азерб. ун-та. Сер. хим.- наук, 1966, № 4, стр. .41—44.
8. К. И. Иванов, К- Е. 3 е г е р. О качестве и составе жидких котельных топлив. М., «Химия», 1961.
9. Я. Б. Чертков. Неуглеводородные соединения в нефтепродуктах. М., «Химия», 1964.
10. А. В. Котов а, В. Г. Беньковекий, В. Б. Булгаков. Разрушение ме-талл-порфириновых комплексов под действием гамма:излучений на нефть и нефтепродукты. «Химия и технология топлив и масел», 19)66, № 8, стр. 22—¡2,4.
11. Д. И. Зульфугарлы. Парагенезис гетерогенных и органических компонентов нефти. Ученые записки Азерб. ун-та, Сер. хим. наук,-1966, № 3, стр. 18—122.
12. С. П. Сергиенко. Высокомолекулярные соединения нефти. М., «Гостоптех-издат», 1959. :
13. Р. А. К V з н е ц о в. Активационный анализ. М., «Атомиздат», 1967.
14. Д. И. 3 у л ь ф у г а р л Ы. Распространение микроэлементов в каустобиолитах. организмах, осадочных породах и пластовых водах. -Баку, изд-во Азерб. ун-та, 1960.
