CC BY
37
УДК 553.98, 665.63
Д. С. Афонин (асп., инж.), А. Б. Берберов (асп., инж.), Я. А. Чудаков (студ.), Е. В. Иванов (к.х.н., с.н.с.), П. А. Гущин (к.т.н., с.н.с.)
Получение нефтяных фракций из донных отложений озера Cамотлор
Российский государственный университет нефти и газа имени И. М. Губкина, кафедра физической и коллоидной химии, 119331, г. Москва, Ленинский проспект, 65, корп. 1; тел. (499) 2339755, e-mail: [email protected], [email protected]
D. S. Afonin, A. B. Berberov, Ya. A. Chyudakov, E. V. Ivanov, P. A. Gushchin
Getting oil fractions from lake bottoms Samotlor
Gubkin Russian State University of Oil and Gas 65, Leninsky Av, 119991, Moscow, Russia; ph. (499) 23393755 e-mail: [email protected], [email protected]
Определено содержание нефти в донных отложениях озера Самотлор. Установлено, что данные иловые отложения сильно загрязнены, содержание нефти составляет порядка 40%. В ходе разгонки нефти были получены бензиновая, дизельная фракции и мазут с температурой кипения свыше 350 оС. Содержание мазута составляет 71% мас. Содержание бензиновой и дизельной фракций составляет 5 и 21 % мас. соответственно.
Ключевые слова: донные отложения; нефте-шламовые загрязнения; фракционная перегонка; экстракция.
The content of oil in the sediments of Lake Samotlor was measured. It was found that the sludge deposits were heavily polluted, and the oil concentration was about 40%. Via the distillation of crude oil there were produced gasoline, diesel fraction and black oil b.p. 350 0C. The maintenance of black oil makes 71 wt %. The maintenance of petrol and diesel fractions makes 5 and 21 wt % accordingly..
Key words: extraction; fractional distillation; oil sludge contamination; the sediments.
Нефтяная промышленность является одним из крупных источников загрязнения окружающей среды. В настоящее время весьма актуальным является вопрос о ликвидации неф-тешламовых загрязнений, образованных на нефтепромыслах фактически с самого начала разработки и эксплуатации месторождений нефти. Одним из таких месторождений является Самотлорское нефтяное месторождение, открытое еще в 1965 г. В процессе длительной эксплуатации месторождения произошло значительное загрязнение нефтью прилежащей территории, в особенности водоемов. По предварительным оценкам в результате разливов нефти образовались значительные нефтяные отложения на дне окружающих водоемов 1.
При высоких ценах на мировом рынке на энергоресурсы и уменьшающихся запасах нефти в нашей стране становится актуальным воп-
Дата поступления 28.10.13
рос о возможности извлечения и переработки нефтешламов со дна водоемов Самотлорского месторождения. Подобного рода процессы оправданы экономически и будут способствовать улучшению экологической ситуации в регионе. Помимо нефти, полученной из донных отложений, существует возможность использования оставшейся органической части ила в качестве твердого топлива.
Стоит отметить, что в зависимости от месторождения донные отложения нефтешламов содержат от 32 до 58 % механических примесей, от 10 до 44 % нефтепродуктов и от 20 до 40 % воды. Это трудноразрушаемые эмульсии, упрочненные механическими примесями. Используемые методы по их переработке, утилизации и обезвреживанию не эффективны, поэтому проблема сегодня не решена. Исследований по утилизации органической части донных отложений проведено крайне мало 2.
Материалы и методы
Объектом исследования являются иловые донные отложения озера Самотлор, поднятые с глубины 1.5 м. Выделение нефти осуществляли путем ее экстрагирования растворителем из донных отложений. В качестве растворителя был использован петролейный эфир с температурой кипения 100 оС.
Целью исследования было изучение возможности получения нефтяных фракций из донных отложений озера Самотлор.
Для достижения этой цели была проведена экстракция нефти из ила с последующей отгонкой растворителя. Для определения фракционного состава была проведена разгонка нефти на фракции.
Для проведения эксперимента было взято 500 г иловых отложений, насыщенных нефтью. Иловые отложения были помещены в колбу. Для экстрагирования нефти в колбу было добавлено 100 мл петролейного эфира. Содержимое колбы было тщательно перемешано, после чего подвергнуто фильтрованию на тонком фильтре. В оставшуюся твердую органическую фазу повторно добавили 50 мл пет-ролейного эфира. После перемешивания опыт с фильтрованием повторили. Для более полного выделения нефти из оставшейся органической части ила была проведена еще одна серия экстрагирования 50 мл петролейного эфира. После серии опытов по выделению нефти оставшийся остаток в виде твердой органической части ила был взвешен. Масса остатка составила 289 г.
По ГОСТ 2477 было определено массовое содержание воды в экстрагированной нефти. В ходе испытания было установлено, что массовое содержание воды в испытуемой нефти составляет 2.85%. Разгонку нефти осуществля-
Литература
1. Соболева Е. В., Гусева А. Н. Химия горючих ископаемых.— М.: Издательство МГУ.— 2010. — 312 с.
2. Спейт Джеймс Г. Анализ нефти. Справочник / Под ред. Л. Г. Нехамкиной, Е. А. Новикова.-СПб.: ЦОП «Профессия», 2010.- 480 с.
ли на АРН-2 (ГОСТ 11011-64). Результаты атмосферной перегонки нефти представлены в табл. 1.
Таблица 1
Материальный баланс процесса перегонки нефти на АРН (ГОСТ 11011-64)
Наименование продукта %, мас. Масса, г
Взято: нефть 100 100
Получено:
до 100 оС 0 0
бензиновая фракция 100-180оС 5 5
фракция дизтоплива 180-350оС 21 21
остаток свыше 350 оС 71 71
потери 3 3
Итого 100 100
Обсуждение результатов
Из данных атмосферной перегонки очевидно, что в нефти, полученной методом экстракции донных отложений, в основном преобладают тяжелые фракции с температурой кипения свыше 350 оС. Это можно объяснить тем, что по мере того, как увеличивается время нахождения нефти в виде донных отложений, происходит улетучивание и разрушение природной флорой легких нефтяных фракций. Не исключено, что полученные тяжелые нефтяные фракции являются высокосернистыми и загрязнены металами. Перспектива применения таких тяжелых дистиллятов основывается на их гидрокрекинге с получением компонентов моторных топлив, а также возможном пиролизе с получением продуктов для нефтехимического синтеза. Полученные дизельная и бензиновая фракции составляют лишь 28% мас. от общего количества нефти. Данные фракции могут быть вовлечены в процесс получения компонентов моторных топлив.
References
1. Soboleva E. V., Guseva A. N. Khimiia goriuchikh iskopaemykh [Chemistry of Fossil Fuels]. Moscow: Moscow state university Publ., 2010. 312 p.
2. Speit D. G. Analiz nefti. Spravochnik [Analysis of the oil. Directory]. Sankt-Peterburg: Professiia Publ., 2010. 480 p.
Исследование проводится в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 гг. (Государственный контракт от № 14.132.21.1417 от «21» сентября 2012 г.).
