CC BY
124
Вестник Евразийской науки / The Eurasian Scientific Journal https://esi.today 2019, №2, Том 11 / 2019, No 2, Vol 11 https://esj.today/issue-2-2019.html URL статьи: https://esj.today/PDF/43NZVN219.pdf Ссылка для цитирования этой статьи:
Калыбай А. А., Надиров Н.К., Ширинских А.В., Нуржанова С.Б., Солодова Е.В., Заитова С.Т. Модернизация процессов переработки тяжелого нефтяного сырья // Вестник Евразийской науки, 2019 №2, https://esj.today/PDF/43NZVN219.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
For citation:
Kalybai А.А., Nadirov N.K., Shirinskikh A.V., Nurzhanova S.B., Solodova E.V., Zaitova S.T. (2019). Upgrading of processes of heavy oil raw materials. The Eurasian Scientific Journal, [online] 2(11). Available at: https ://esj. today/PDF/43NZVN219.pdf (in Russian)
УДК 665.63 ГРНТИ 61.51.17
Калыбай Айсултан Абдуллович
Национальная инженерная академия Республики Казахстан, Алматы, Республика Казахстан
Академик
Главный научный сотрудник «Научно-инженерного центра «Нефть»
E-mail: [email protected]
Надиров Надир Каримович
Национальная инженерная академия Республики Казахстан, Алматы, Республика Казахстан
Первый вице-президент, академик Академик «Национальной академии наук Республики Казахстан»
E-mail: РК[email protected]
Ширинских Александр Васильевич
АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского», Алматы, Республика Казахстан
Главный научный сотрудник Кандидат химических наук E-mail: [email protected]
Нуржанова Сауле Бакировна
АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского», Алматы, Республика Казахстан
Старший научный сотрудник Кандидат химических наук E-mail: [email protected]
Солодова Елена Владимировна
АО «Институт топлива, катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского», Алматы, Республика Казахстан
Кандидат биологических наук Ведущий научный сотрудник E-mail: [email protected]
Заитова Сахида Талгатовна
Национальная инженерная академия Республики Казахстан, Алматы, Республика Казахстан
Научный сотрудник «Научно-инженерного центра «Нефть»
Магистр экономических наук E-mail: [email protected]
Модернизация процессов переработки тяжелого нефтяного сырья
Аннотация. В статье рассмотрены основные закономерности гидроконверсии тяжелого нефтяного сырья - это поднятие потенциалов от исходных 20 % до 92 % массовых, снижение температуры начала кипения от исходных +200 0С до +70 0С и температура конца кипения от исходных +630 0С до +403 0С, кинематической вязкости от исходных 3277 до 4,24 мм2/с, полная очистка от гетероатомов и рост исходной углеводородной массы до 4 % массовых. Приведены результаты исследований гидродинамического и электрогидравлического воздействий на нефть. Показана возможность переработки нефтяных остатков с использованием комбинированного способа вакуумно-волновой гидроконверсии и электрогидравлического удара с получением до 30 % бензиновой фракции, улучшением реологических и товарных свойств.
Ключевые слова: высоковязкая нефть; нефтебитум; нефтешлам; гидроконверсия; гидродинамическая обработка; вакуумно-волновое воздействие; электрическое и магнитное поля
Введение
Мировые запасы нетрадиционного углеводородного сырья, по мнению различных источников, составили почти 1 трлн. тонн, что в несколько раз превышает запасы легких и средних нефтей. К нетрадиционному сырью относятся высоковязкие битуминозные нефти, природные нефтебитумы (мальты, асфальты и асфальтиты) и битуминозные пески.
По данным Ежегодных отчетов Международного энергетического агентства (МЭА), в качестве основной проблемы выдвигают отсутствие в мировой нефтеперерабатывающей отрасли эффективной технологии переработки нетрадиционных нефтей с приемлемой глубиной конверсии (не менее 72 % выход топлив). Для обеспечения глубины переработки такой нефти с помощью известных технологий требуются большие капиталовложения, высокие процентные нормы эксплуатационных затрат и оборотных средств.
Непреодолимым до сих пор технологическим барьером для глубокой и безостаточной переработки являлись проблемы, связанные с повышенным содержанием в нефтях и нефтяных остатках:
• металлов, серы, являющихся необратимыми ядами для катализаторов, корродирующие оборудование. Металлы представлены в основном ванадием и никелем, которые находятся в виде металлоорганических соединений непорфиринового характера, а меньшая их часть - в виде металлопорфириновых комплексов (25 % от общего содержания металлов в остатке);
• высокая коксуемость вследствие повышенной способности асфальтено-смолистых соединений (АСС) к термическим деструкциям уже при температуре +300 0С и атмосферном давлении;
• практически непригодность вторичных темных нефтепродуктов к дальнейшей переработке из-за высокой концентрации в них гетероатомов и невозможности их гидроочистки с селективным удалением серы и металлов.
Таким образом, развитие и внедрение в нефтеперерабатывающую промышленность недорогих и эффективных процессов глубокой переработки тяжелого углеводородного сырья (ТУС) очень актуально для Казахстана, да и для мировой нефтяной практики тоже.
В связи с выше изложенным, в данной статье приводятся результаты проведенных исследований модернизированных авторами технологий глубокой переработки нетрадиционных нефтей за счет гидроконверсии.
Информационно-технический обзор научной и патентной литературы [1-8] показывает, что в последние годы в мире разрабатываются новые подходы к переработке тяжелого нефтяного сырья (ТНС), основанные на комбинировании традиционных технологий с поправками на специфику сырья. Большинство этих технологий ранее были отвергнуты в связи с добычей достаточного количества дешевой традиционной нефти, однако в свете сокращения запасов легких и средних нефтей и повышения доли тяжелой нефти у нефтяных компаний начинает появляться интерес к этим процессам. Все технологии апгрейдинга (процесс облагораживания ТНС с преобразованием ее в более ценную «синтетическую нефть», имеющую меньшую плотность и вязкость, которую можно было бы перерабатывать на существующих НПЗ как отдельно, так и в смеси с обычными нефтями), характеризуются использованием нетрадиционных подходов (механического и волнового воздействий, создания сверхкритических условий и пр.) в сочетании с известной технологией.
Для воздействия на сырье можно использовать различные устройства - роторно-пульсационные аппараты, устройства радиоактивного облучения, воздействия звуком и ультразвуком от внешних источников различного типа (пьезоизлучатели, магнитоизлучатели) и др. [9-15].
Целью настоящей работы является создание высокоэффективной технологии вакуумно-волновой гидроконверсии тяжелых нефтей и нефтяных остатков в моторные топлива.
Республика Казахстан занимает 10-е место по подтвержденным запасам своих традиционных нефтей и имеет больший запас тяжелых. Среди них нефти месторождения Каражанбас и Жангурши [5], обладающие крайне низким качеством. На примере нефтей этих месторождений показана высокая энергоэффективность разработанной авторами технологии вакуумно-волновой гидроконверсии их на моторные и судовые топлива международных стандартов качества.
Из данных таблицы 1 следует, что нефти этих месторождений нетрадиционного типа. Они имеют низкие потенциалы (порядка 27 % и 19 %), высокие кинематические вязкости (613 и 3277 мм2/с), значительную коксуемость 10 % остатка (7 % и 22,6 % масс.), повышенные температуры начала кипения (192 0С и 226 0С). Кроме того, нефть м. Каражанбас содержит большое наименование металлов (порядка 24), в том числе ванадия 188 ррт, никеля 42 ррт, на тонну сырья. Фракционный состав показал низкие выходы светлых фракций до +300 0С (порядка 17 % и 7 % об.) и низкие потенциалы (26,7 % и 19 % масс.) при общих объемах, выкипающих до температуры +360 0С фракций 29,0 % и 23,0 % объемных. Это означает, что их потенциалы по массе будут составлять менее 25 % и 17 %, а общие выходы не более 27 % и 21 %, соответственно.
Процесс глубокой переработки тяжелых нефтей и нефтяных отходов по топливному варианту реализовывали на разработанной профессором А.А. Калыбай Технологической линии, сертифицированной по международному стандарту 180-9001-2012 - включающей ряд наномолекулярных реакторов. Технологическая линия состоит из трех основных блоков:
• блок ТЖД - преобразования высоковязких, сверхтяжелых, низкопотенциальных и содержащих большое количество гетероатомов УВС на топливо жидкое дистиллятное (ТЖД) марки «Тяжелое» (Т), «Среднее» (С), «Легкое» (Л) с потенциалами не менее 72 %, 85 % и 92 % масс., соответственно;
• блок фракционирования ТЖД на базовые компоненты автомобильных бензинов, керосина и дизельного топлива с выходом светлых фракций не менее 92 % массовых независимо от их марок и 12 % судовых топлив на модернизованных атмосферных колоннах [9]; при этом ТЖД марки Т, С и Л соответственно дает до
Вестник Евразийской науки 2019, №2, Том 11 ISSN 2588-0101
The Eurasian Scientific Journal 2019, No 2, Vol 11 https://esi.today
32 % бензина и не менее 60 % керосина и дизеля, равное количество трех фракций;
• блок выпуска автомобильного бензина АИ-92, АИ-95 и АИ-98 евроклассов 4 и 5, дизельного топлива евроклассов 4 и 5, судового топлива, отвечающего требованиям Международной морской конвенции, стандартам качества и норм э кологичности.
Следует подчеркнуть, что блок ТЖД является основным узлом данной Технологической линии и работает при температуре УВС порядка +70 0C, имея четыре стадии преобразования как один цикл.
Для инспекции образцы были отобраны совместно приглашенными специалистами аккредитованных Лаборатории «Испытательный Центр ПК «Сертис М» и «Лаб. Хим. Сервис KZ».
Полученные результаты для четырех стадий преобразования ПНБ м. «Жангурши» приведены в таблице 2 (кроме того, внесены и соответствующие показатели для Международной эталонной нефти «Легкая» (тип 1) и российской биржевой нефти «Средняя» (тип 2) по ГОСТ Р 51858-2012 марки «URALS») [4].
Аналогичные тестовые испытания прошли ТЖД всех трех марок, выработанные из ВБН м. «Каражанбас». Технические характеристики ТЖД/Т/С/Л отвечают требованиям вышеуказанных ТУ СТО 53122499-001-2016 РФ, а также требованиям ТР ТС 013/2011. Эти результаты приведены в таблице 3. Из данных табл. 3 также видно как прошел процесс очистки дистиллятов от серы, металлов и оксидантов. В отличие от гидроочистки данный процесс энергетически малозатратный, так как он включен в цепь единой технологической процедуры.
Для детального тестирования их углеводородных составов с определением фрагментного состава проводились ЯМР - спектрометрические исследования. Результаты сведены в таблицу 4.
Механизм комплекса физических и физико-химических воздействий (гидроконверсии)
Авторами предложен следующий механизм гидроконверсии тяжелого углеводородного сырья. Из названия технологической линии следует участие в процессе электрического, магнитного и электромагнитного поля, звуковых ударных волн разряжения и вакуума. Вакуум создается не при помощи вакуумных насосов, а путем трансформации статического давления системы в динамическое согласно закону Бернулли. При этом давление системы кратковременно понижается до 100 мм ртутного столба и ниже. Этому фактору способствует также действие ударных волн разряжения и противодавление магнитного поля в диамагнитной среде нефти.
В зоне пониженного давления происходит разрыв жидкости и образуется зона кипящего слоя под колебательными воздействиями звуковых, магнитных и электрических полей. Такую зону принято называть виброкипящим слоем, где и формируются парогазовые пузырьки, ограниченные поверхностями разрывов. Энергия сил их поверхностных натяжений достаточно высока и в водной среде имеет величину порядка 13^37 кДж/моль [18-20]. Она зависит от радиуса пузырька обратно его первой степени.
Рассматривая эмиссионные процессы, следует учесть действия на них механохимического эффекта (МХЭ) и электрогидравлического эффекта (ЭГЭ), связанных с именами П.А. Ребиндера и Л.А. Юткина. Современная химия объединяет эти эффекты в физико-химию экстремальных воздействий, критерием которых является возникновение
высокоактивных промежуточных состояний, влекущих за собой качественные изменения микро- и макро-характеристик среды и появления новых свойств вещества [9]. Энергия схлопывания пузырька, вызванного внешними факторами, и напряженность Е, накладываясь друг на друга, вырывают не только поверхностные электроны, но из следующих энергетических уровней. Поток эмиссионных электронов испытывает ускоряющие действия U, разгоняющего каждого из них со скоростями порядка 108 м/с. Кинетическая энергия электронов достигает величину 103^105 еВ и поток электронов с такой энергией вызывает разрыв химических С-С - связей углеводородных молекул и О-Н - связей молекулы воды. При этом образуются ион - радикалы, живущие в свободном состоянии не более 10-7 с и образующие насыщенные низкомолекулярные УВС.
Результаты исследований воздействия ЭГЭ - эффекта на тяжелые нефти были проведены совместно с группой авторов [16; 17], во главе с к.х.н. Д.У. Бодыковым. Была показана возможность переработки нефтешлама с использованием электрогидравлического эффекта с получением до 30 % бензиновой фракции, улучшить реологические свойства и добиться хорошей очистки при помощи высоковольтных короткоимпульсных электрогидравлических разрядов.
Анализ жидкой фракции исследовали на хромато-масс-спектрометре «Agilent Technologies 6890». Детектор - масс-спектральный. Состав жидкой фракций составляет парафины, изопарафины, ароматические углеводороды, нафтены и эфирные соединения.
По результатам анализа спектров светлой фракций (рисунки 1, 2) обработанные ЭГ-ударами видно сильное отличие от таковых полученных без обработки ЭГ-ударами и по количеству, и по составу. Например, из обработанного ЭГ-ударами нефтешлама получили светлую фракцию, которые в составе находиться 171 видов углеводородов, в то же время, полученной светлой фракции из нефтешлама необработанным ЭГ-ударами получили 161 видов углеводородов, то есть на 10 видов углеводородов меньше. Здесь необходимо отметить, что по составу полученные светлые фракции существенно отличаются. Эфирных соединений в пробе светлой фракции обработанной ЭГ-ударами в 2 раза больше, чем в пробе без обработки.
Рисунок 1. Данные хромато-масс спектрального анализа светлой фракции без ЭГ-обработки
43NZVN219
2000000 1ВОООО0 1600000 14-00000 1200000 1000000 300000 600000 4-00000 200000
О I I I I | I I I I | I I I I | | I I I | I I I | -у-1-1-1-1-1-1-1-1-1-
5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00
"Пте—>
Рисунок 2. Данные хромато-масс спектрального анализа светлой фракции после ЭГ-обработки
Ко всему этому нужно добавить, что при обработке ЭГ-ударами дополнительно получили различные углеводороды в газообразном состояний, а также после обработки выделяется больше светлой фракций. Мы планируем проведение исследований по ВБН, используя комбинированный метод ВВК и ЭГЭ-эффекта.
Одним из важных элементов в общей технологической цепи вакуум-волнового воздействия на сырье является подготовка его к переработке, особенно при наличии объектов, различающихся плотностью, вязкостью, температурой застывания. Перевод их в жидкое состояние с возможным получением смесей, например, при компаудировании сырья, требует гомогенизации или унификации сырья перед вовлечением его в подходящий для этого технологический процесс. Гомогенно - ультрадисперсную смесь можно создавать при помощи кавитации и ударных волн, с одной стороны, и действиями электрического и магнитного полей высокой интенсивности или методами экстремальных воздействий, как высоковольтные коротко импульсные электрогидравлические разряды, с другой стороны.
В этой связи авторами проведены эксперименты по гидродинамическому воздействию на тяжелое нефтяное сырье при его подготовке к дальнейшей переработке.
Исследования проводились на установке, содержащей гидродинамический роторный активатор в виде вертикально расположенного стального цилиндра с размещенной внутри него мешалкой. Жидкофазное нефтяное сырье, подлежащее обработке, подавали в реакционную зону активатора с помощью воронки с краном, расположенной выше патрубка приема сырья в активаторе, поэтому жидкая субстанция самотеком поступала на обработку.
Частоту вращения ротора (мешалки) изменяли в пределах 1000-5000 об/мин. Патрубок выхода из активатора обработанного сырья был соединен через тройник с воронкой и с патрубком поступления сырья в активатор. Таким способом можно было получать смесь компонентов, подлежащих обработке, с различной степенью их исходной вязкости, -разогретое до достаточной высокой температуры первично обработанное сырье, контактируя в
промежуточной емкости с помещенным в нее компонентом, размягчало его до жидкотекучего состояния, и нефтяная смесь поступала в реакционную зону активатора [21].
Были испытаны 2 образца тяжелых нефтей: 1) нефть м. Каражанбас; 2) нефть с одного из месторождений Татарстана. С целью выявления изменений в составе сырья после обработки в активаторе - пробы анализировали (методом хроматографии) с определением фракционного состава по изменению концентрации компонентов, содержащих атомы углерода в интервале С5-С38. На рисунках 4,5 представлены хроматограммы.
Также были сопоставлены значения фракционного состава нефти, прошедшей стадию активации на установке (при саморазогреве до 102 0С), и термически обработанной нефти (при 100 0С), с практически одинаковой продолжительностью эксперимента - 20 и 22 мин, соответственно. В случае термообработки имеет место увеличение содержания фракций С21-С30, а при обработке в активаторе - возрастание фракций С11-С20, т. е. более легких фракций.В то же время при термообработке несколько уменьшается доля фракций С31-С38 с одновременным увеличением фракций С5-С10.
а) б)
Рисунок 3. Нефть м. Каражанбас: а) до и б) после обработки на установке
а) б)
Рисунок 4. Нефть тяжелая (Татарстан): а) до и б) после обработки
При гидродинамической обработке тяжелого нефтяного сырья происходит самопроизвольное повышение его температуры (на 100 и более 0С выше комнатной), и заметное изменение химического состава по сравнению с исходными образцами. Активированное, саморазогретое до относительной высокой температуры (более 125 0С) сырье можно
использовать в дальнейшем переделе с включением в удобный для этой цели технологический процесс.
Повышение температуры обрабатываемого сырья можно использовать также для приготовления различных нефтяных смесей в случае использования высоковязких, не текучих при комнатной температуре компонентов экологически чистым способом, вовлекая их в переработку в качестве вторичного сырья.
Таким образом разработанная технология вакуумно-волновой гидроконверсии тяжелого нефтяного в сочетании с гидродинамическим и электрогидравлическим воздействиями позволяет осуществить следующие технологические операции:
• повышения потенциала сырья по требованиям переработчика согласно его плану производства светлых нефтепродуктов;
• очистки сырья от серы, металлов, солей, азота и кислорода с выделением их в отдельную продукцию;
• улучшения реологических свойств сырья путем снижения вязкости, температуры застывания, содержания парафина, температур начала и конца кипений;
• увеличения коэффициента баррелизации от 6,2 единиц до 7,8 единиц, тем самым поднимая рыночную цену ВВН.
Кроме того, улучшение реологических свойств ВВН позволяет поднять пропускную способность нефтетранспортной трубы и снижать затраты по транспорту нефтей.
Таблица 1
Основные физико-химические показатели нефтей
Показатели Единица измерения Значение
Каражанбас Жангурши
Плотность при +20 0С кг/м3 934 922
Температура застывания 0C -17 -14
Температура вспышки в открытом тигле 0C 127 168
Кинематическая вязкость при +20 0С мм2/с 613 3277
Кинематическая вязкость при +40 0С мм2/с 164 367
Коксуемость 10 % остатка масс. % 7,4 22,6
Парафины масс. % 1,49 0,29
Кислотное число мг КОН/г 0,70 0,80
Содержание серы масс. % 2,51 0,43
Температура начало кипения 0C 192 226
Таблица 2
Показатели качества ТЖД марки «Тяжелое», экспортных товарных нефтей «Легкая» и «Средняя»
Показатели Единица измерения Значения
ТЖД/т ТЖД/т* Легкая Средняя
Малосернистая масс. % 0.24 0.24 до 0,6 до 0,6
Сернистая Ppm 0.24 0.24 от 0.61 до 1.80 от 0.61 до 1.80
Плотность при +20 0С кг/м3 843 845 830.1850.0 850.1870.0
Содержание воды, группа I масс. % 0.015 0.016 0.5 0.5
Концентрация хлористых солей (в пересчете на №С1), не более -//- II мг/л 23 25 100 100
Доля механических примесей, не более, -//- II масс. % - - 0.05 0.05
Доля сероводорода, не более, -//- II ppm - - 20 20
Вестник Евразийской науки 2019, №2, Том 11 ISSN 2588-0101
The Eurasian Scientific Journal 2019, No 2, Vol 11 https://esi.today
Показатели Единица измерения Значения
ТЖД/т ТЖД/т* Легкая Средняя
Доля метил - и этил меркаптанов, не более, -//- II pрm - - 40 40
Фракционный состав: По ГОСТ 2177-99 Б
Перегоняется до 1: 200 0С об. % 36.5 37.1 27 21
300 0С 54.0 56.0 47 42
350 0С 64.0 67.0 57 53
360 0С 72.0 75.0 не нормируется
Таблица 3
Показатели качества ТЖД марок «Тяжелая», «Средняя», «Легкая», выработанных из м. «Каражанбас»
Показатели Единица измерения Значения
ТЖД/л ТЖД/с ТЖД/т Особо легкая
Содержание воды масс. % 0.1 0.1 0.1 0.5
Концентрация хлористых солей (в пересчете на №С1) мг/л 20 35 50 100
Содержание парафина, не более масс. % 0,4 0,5 0,6 6
Содержание серы, (малосернистая) масс. % 0,1 0,3 0,5 до 0,60
Доля сероводорода, не более, (группа 1) ррш 10 10 10 20
Фракционный состав: По ГОСТ 2177-99 Б
Температура начала кипения °С 54.2 93.0 112.3 не норм.
Перегоняется при 1: 100 0С об. % 17.8 0.8 отсут.
120 0С -//- 25.0 3.9 0.7
150 0С 36.2 8.1 3.4
160 0С 37.9 9.5 4.3
180 0С 41.4 12.3 5.6 -//-
200 0С 53.6 22.0 8.2 не менее 30
220 0С 60.8 31.1 12.3 не норм.
240 0С 68.4 39.9 20.0 -//-
260 0С 75.9 48.7 30.1
280 0С 84.2 58.2 36.2 -//-
300 0С 91.8 67.1 43.5 не менее 52
320 0С 94.1 75.5 53.4 не норм.
340 0С 96.4 82.4 63.3 -//-
350 0С 97.5 87.8 68.2 не менее 62
360 0С 98.5 92.2 74.1 не норм.
Процент отгона -//- 99.5 94.3 78.0 -//-
Температура конца кипения 0С 385 403 435
Таблица 4
Результаты ЯМР - спектрометрических исследований (фрагментные составы нефтей, масс %)
Атомы Н и С Наименование обозначения различных групп соединений ВБН Каражанбас ПНБ Жангурши
На Атомы Н в а-положении к ароматическим и карбоновым С и гетероатомам 5,29 5,17
Нр Атомы Н в-метильных, -метиленовых и -метиновых группах 59,92 69,80
Ну Атомы Н в у-положениях к ароматическому кольцу и СН3 - группы насыщенных соединений 33,00 23,84
^p Атомы Н ароматических ядер и фенольных гидроксилов 2,08 1,19
Нл Атомы Н олефиновых групп 0 0
Нал Атомы Н алифатических групп 97,92 98,81
Сар Атомы С ароматических групп 0 0
Сал Атомы С алифатических групп 100 100
Сп,н Атомы Сметильных групп 2,21 4,06
Сп,и Атомы С связанные СН-групп или ароматическим кольцом 19,91 18,39
Атомы Н и С Наименование обозначения различных групп соединений ВБН Каражанбас ПНБ Жангурши
СВ+Ч Атомы С в вторичных и четвертичных алифатических группах 97,79 95,94
Сч Атомы С в четвертичных алифатических группах 77,88 77,50
ЛИТЕРАТУРА
1 Калыбай А.А., Жумагулов Б.А., Надиров Н.К., Абжали А.К. Обоснование целесообразности строительства четвертого НПЗ с учетом эффективной технологии переработки тяжелого нефтяного сырья // Нефть и газ. - 2018. - №4.
- С. 67-77.
2 Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа. - М.: Химия, 2001. - 568 с.
3 Леффлер У.Л. Переработка нефти. - М.: Олимп-Бизнес, 1999. - 367 с.
4 Калыбай А.А. Энергоэффективная сверхглубокая гидроконверсия высоковязких углеводородов в моторные топлива // Нефть и газ. - 2014. - №1. - С. 45-59.
5 Надиров Н.К. Высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти т. - Алматы: Еылым, 2001. - Т. 2. Добыча, подготовка, транспортировка. - 341 с.
6 Сюняев З.И, Сафиева Р.З., Сюняев Р.З. Нефтяные дисперсные системы. - М.: Химия, 1990. - 226 с.
7 Халикова Д.А., Петров С.М., Башкирцева Н.Ю. Обзор перспективных технологий переработки тяжелых высоковязких нефтей и природных битумов // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2013. - Т. 16. - №3. - С. 217-221.
8 Роко М.К., Уильямс Р.С., Аливисатос П. Нанотехнология в ближайшем десятилетии. - М.: Мир, 2002. - 292 с.
9 Калыбаев А.А. Теория и практика холодного крекинга // Вестник НИА РК. - 2003.
- №1. - С. 78-81.
10 Zaykina R.F., Zaikin Y.A., Mirkin G., Nadirov N.K., Prospects of Radiation Technology Application in Oil Industry // Radiat. Phys. Chem., 2002, v.63/2, p. 621624.
11 Kunach J.D., Koshka E., Lin L., Pavel S.K. Maximizing Heavy-Oil Value While Minimizing Environmental Impact with HTL Upgrading of Heavy-to-Light Oil // WHOC 2006, Paper 2009-360a.
12 Brown W.A., Monaghan G. Commercialization of the IyQ Upgrading technology // WHOC 2011, Paper 2011 - 23.
13 http://www.spe.org/spesite/spe/spe/industry/reserves/petrole um ReservesDefinitions 1997.pdf, Petroleum Reserves Definitions, Petroleum ResourcesManagement System, Society of Petroleum Engineers 1997, Retrieved2010-10-06.
14 Золотухин В.А. Глубокая переработка тяжелой нефти и нефтяных остатков // Сфера Нефтегаз. - 2012. - №4. - С. 70-75.
15 Курочкин А.К., Топтыгин С.Л. Синтетическая нефть. Безостаточная технология переработки тяжелых российских нефтей на промыслах // СФЕРА. Нефтегаз. -2010. - №1. - С. 92-105.
16 D.U. Bodykov, M.S. Abdikarimov, M.A. Seitzhanova, M. Nazhipkyzy, Z.A. Mansurov, Kabdoldina A.O., Ualiyev Zh.R. Processing of oil sludge with the use of the electrohydraulic effect // Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2017, № 5, V. 90.
17 Патент №94400. 2016 г. Бодыков Д.У., Абдикаримов М.С., Мирталипов Р.Т., Алиев Е.Т., Салахов Р.Х., Мансуров З.А. "Способ переработки нефтяных шламов".
18 Калыбаев А.А. Глубокая конверсия нефти путем турбулентно-волновой молекулярной деструкции // Нефть и газ. - 2003. - №3. - С. 72-79.
19 Калыбай А.А., Надиров Н.К. Новые физико-химические принципы глубокой переработки высоковязких нефтей // Нефть и газ. - 2008. - №3. -С. 34-44.
20 Калыбай А.А. О вакуумной волновой технологии глубокой переработки углеводородного сырья // Нефть и газ. - 2009. - №3. - С. 80-89.
21 Ширинских А.В., Нуржанова С.Б., Солодова Е.В. Подготовка тяжелого нефтяного сырья к переработке // Нефть и газ. - 2018. - № 6.
43NZVN219
Kalybai Aisultan Abdullovich
National engineering academy of Kazakhstan, Almaty, Republic of Kazakhstan
E-mail: [email protected]
Nadirov Nadir Karimovich
National engineering academy of Kazakhstan, Almaty, Republic of Kazakhstan
E-mail: [email protected]
Shirinskikh Aleksandr Vasilevich
D.V. Sokolskiy institute of fuel, catalysis and electrochemistry, Almaty, Republic of Kazakhstan
E-mail: [email protected]
Nurzhanova Saule Bakirovna
D.V. Sokolskiy institute of fuel, catalysis and electrochemistry, Almaty, Republic of Kazakhstan
0C E-mail: [email protected]
Solodova Elena Vladimirovna
D.V. Sokolskiy institute of fuel, catalysis and electrochemistry, Almaty, Republic of Kazakhstan
E-mail: [email protected]
Zaitova Sahida Talgatovna
National engineering academy of Kazakhstan, Almaty, Republic of Kazakhstan
E-mail: [email protected]
Upgrading of processes of heavy oil raw materials
Abstract. The article presents regular patterns of heavy oil hydro conversion it's increasing potential from initial 20 % to 92 % of mass, decreasing the initial boiling point from +200 0C to +70 0C and the final boiling point from +630 0C to +403 0C, a kinematic viscosity at initial 3277 to 4,24 mm2/s, a total removal of heteroatoms and increase of initial hydrocarbon mass to 4 %.
The results of hydrodynamic and electrohydraulic effect on oil are presented. The possibilities of the oil residue processing, oil sludges using the combined method of vacuum-wave hydro conversion and electrodynamic shock with obtaining to 30 % of gasoline cut, improvements in rheological and product properties are shown.
Keywords: high viscosity oil; natural bitumen; oil sludge; hydroconversion; hydrodinamic processing; vacuum-wave; electrohydraulic effect
