Введение к работе
Актуальность темы. В связи с истощением запасов традиционных нефтяных месторождений остро стоит задача по вовлечению в переработку "альтернативных ресурсов углеводородов, к которым можно отнести природные битумы (ПБ) и высоковязкие нефти (ВВН). Особенности фракционного и химического состава ПБ и ВВН позволяют рассматривать их как сырье комплексного назначения для получения низкозастывающих высокоиндексных масел, высококачественных битумных материалов, нефтяных сульфоксидов и сульфонов. Подготовка и переработка ПБ с помощью типовых процессов, применяемых для обычных нефтей, затруднена и не эффективна в связи с высокой плотностью, вязкостью, низким содержанием бензиновых фракций при высоком содержании смолисто-асфальтеновых веществ (CAB), сернистых соединений и металлов.
Высокое содержание термически не стойких соединений не позволяет создать высокого вакуума в колонне и извлекать с достаточной глубиной ценные масляные компоненты ПБ. Существующие трудности при подготовке природного битума к переработке, связанные с наличием стойких водо-битумных эмульсий, требуют разработки комплексной схемы обезвоживания и фракционирования этого вида сырья. В связи с этим большое значение приобретают исследования, направленные на создание новых технологий разделения ПБ, которые позволят с высокой эффективностью перерабатывать этот вид углеводородного сырья. Данная работа выполнена в рамках региональной программы "Битумы" № ГР 0186.0074148.
Цель работы. Разработка научных основ сольвентной технологии обезвоживания и фракционирования ПБ.
Научная новизна. Впервые установлены: основные закономерности процесса обезвоживания ПБ ацетоном, основные закономерности и механизм реструктуризации исходной коллоидной системы ПБ при добавлении в нее ацетона и формирования новых фаз с различной молекулярной подвижностью компонентов, а также механизм высаживания фракций из насыщенного раствора деасфальтизата при добавлении к нему воды.
Установлены основные закономерности распределения компонентов сырья по фракциям и изменения физико-химических свойств продуктов разделения в зависимости от температурного режима, режима обводнения и кратности растворителя к ПБ в процессе фракционирования деасфальтизата.
Разработан совмещенный процесс сольвентного обезвоживания и фракционирования ПБ и проведено его сопоставление с ректификацией.
Практическая ценность. Получены данные для разработки технологического регламента на проектирование совмещенной установки обезвоживания и фракционирования ПБ с помощью ацетона, определены перспективные направления использования продуктов разделения с целью получения высококачественных масел и битумной продукции различного назначения.
На защиту выносится:
Совмещенная технология подготовки и разделения ПБ ацетоном.
Основные закономерности процесса сольвентного обезвоживания ПБ.
Основные закономерности и механизм процессов деасфальтизации и фракционирования ПБ ацетоном.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на семинаре-дискуссии "Концептуальные вопросы развития комплекса "Нефтедобыча-нефтепереработка" в регионе в связи с увеличением доли тяжелых высоковязких нефтей" (Казань, 1997г.), на Международной конференции по тяжелым нефтям и битуминосным пескам (Пекин, Китай, 1998г.), XI Российской конференци по экстракции (Москва, 1998г.), Международном симпозиуме и IV Школе по экстракции (Москва, 1999г.).
Публикации работы. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, 10 тезисов докладов, получен 1 патент и поданы 2 заявки на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографии 120 наименований. Объем работы 161 страница, 44 таблицы, 32 рисунка.
