Введение к работе
Актуальность проблемы. Увеличение потребности в нефтепродуктах при снижении добычи нефти требует вовлечения в глубокую переработку высокомолекулярного нефтяного сырья (ВМНС), что позволит получить дополнительное количество дастиллятных продуктов, увеличить выход сырья нефтехимии, снизить выход нефтяных отходов.
Однако переработка нефтяных остатков затруднена высоким содержанием асфальто-смолистых веществ, гетероэлементов (S, N, V, N1). Перспективным направлением развития технологий переработки ВШС является использование процессов предварительной конверсии на специальных сорбентах, катализаторах, а также сочетание соль-вентных и термических процессов глубокой переработки, с последующей переработкой полученных продуктов каталитическими процессами.
Одним из таких процессов является термокаталитическая переработка (ТКП) на железоокисном катализаторе, позволяющая получать нефтяные и нефтехимические продукты из мазута. В связи с этим, исследование превращений высокомолекулярных углеводородов при ТКП мазута является актуальной и практически важной задачей.
Работа выполнена в соответствии с Программой МНХП СССР научно-исследовательских, проектных и оіштш-гфошшіеншх работ по отработке процесса переработки мазута на мелкодисперсном железорудном катализаторе на 1987...1990 гг., Государственной научно-технической программой АН РБ "Нефтехимия. Химия новых веществ и материалов" на 1990...1995 гг., Федеральной инновационной программой "Глубокая переработка нефти, газа, торфа, угля" на 1990...1995 гг.
Цель работы. Исследование превращений основных химических групп и гетеросоедияений мазута при ТКП на различных катализаторах " разработка научных основ технологий глубокой переработки
мазута.
Основные задачи исследования:
- исследование остаточной фракции ТКП Западно-Сибирского
мазута на природном железоокисном катализаторе как в целом, так и
основных химических групп (парафино-нафтеновые и ароматические
углеводороды, смолистые вещества и асфальтени), определение
количества и состава гетеросоеданений (кислород-, сера- и
азотсодержащих) остаточной фракции ТКП мазута;
исследование влияния технологических параметров на превращения осноеных химических групп и гетеросоеданений мазута в процессе ТКП на келезоокисном катализаторе;
разработка схемы химических превращений основных химических групп на осноеє структурных параметров "средней" молекулы;
исследование продуктов ТКП мазута на катализаторах, включающих металлы переменной валентности, нанесенных на окись алюминия;
- исследование каталитического крекинга различных видов
дистиллягного и остаточного нефтяного сырья.
Научная новизна. В.результате проведених исследований установлено влияние технологических параметров на химический состав остаточной фракции, а также превращения основных химических груш и гетеросоеданений. Показано, что в процессе ТКП происходит значительная перегруппировка кислородсодержащих соединений, в частности, установлено высокое (до 9 %) содержание кетонов и сульфоксиде».
На основании полученных данных рассчитаны структурные параметры "средней" молекулы основных химических групп и предложены схемы их химических превращений, в частности, окислительного обессеривания смол и дегидрирования нафтено-ароматических угле-
5 водородов.
Исследованием различных катализаторов, содержащих металлы переменной валентности, установлена их каталитическая активность в процессе ТКП, в частности, влияние времени работы катализатора на состав газа, состав и количество основных химических групп и гетеросоединений остаточной фракции.
.Установлено, что деасфальтизаты пропан-бутановой деасфальти-зации гудрона, газойль термического крекинга гудрона могут быть использованы в качестве компонентов сырья каталитического крекинга без снижения качества получаемых продуктов. Обнаружен эффект повышения выхода бензиновой фракции при каталитическом крекинге смеси гидроочищеиного вакуумного газойля с 10...20 % пропан-бутанового деасфальтизата.
Практическая ценность. Экспериментальные и расчетные данные, в частности, зависимости химического состава остаточной фракции ТКП Западно-Сибирского мазута, степени ее деметаллизации от температуры процесса, вошли в состав исходных данных для проектирования демонстрационной установки термокаталитической переработки различных видов ВМНС (вакуумные газойли, мазуты) мощностью 50 тыс. т/год на базе Щ НХП АН РБ.
Результаты исследований каталитического крекинга прспан-бу-танового деасфальтизата в чистом виде, а также его смесей с гидроочищенным и прямогонным вакуумным газойлем вошли, в состав исходных данных для проектирования реконструкции установки 36/1 на АО "Уфанефтехим" и технологического регламента установки пропан-бутановой деасфальтизации для АО "УНПЗ".
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на республиканских научно-технических конференциях студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов "Химия, нефтехимия и неф-
тепереработка" (Уфа, 1989, 1990, 1991), Всероссийской студенческой конференции "Роль студенческой молодежи в ускорении научно-технического прогресса в нефтяной и газоиой промышленности" (Уфа, 1990), республиканской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Уфа, 1993, 1995), 8-ом отрзслевол совещании "Проблемы и перспективы развития Томского нефтехимического комбината" (Томск, 1994), I отраслевом совещании "Проблемы і перспективы развития Акционерного общества "Уфимский нефтеперерабатывающий завод" (Уфа, 1995), Всероссийской научно-техническоJ конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России" (Уфа, 1995).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 печатные работ, в том числе 8 статей, I тематический обзор. Получено положительное решение ГО заявке J6 94045302 от 27.12.94.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы, изложена на 152 страницах с 6t таблицами и 15 рисунками. Список литературы содержит 98 наименований.
