Введение к работе
з
Актуальность темы. В настоящее время квалифицированная переработка тяжелого нефтяного сырья (ТНС) приобретает особую актуальность, так как она становится основным методом углубления переработки нефти. Вместе с тем вовлечение в переработку тяжелых нефтей и нефтяных остатков сталкивается со сложностями, связанными с наличием в их составе большого количества гетероорганиче-ских соединений, содержащих серу, азот, кислород и металлы. Этот факт значительно усложняет технологию переработки такого сырья и существенно ухудшает качество получаемой продукции.
Особое место среди этих элементов занимают ванадий и никель, оказывающие неблагоприятное воздействие на катализаторы традиционных процессов нефтепереработки. Зарубежом считается, что каталитический крекинг сырья с содержанием тяжелых металлов более 3*1 СГ" % масс, нерентабелен без предварительной подготовки сырья.
Кроме того, существуют ограничения на содержание ванадия в продуктах переработки нефти, используемых в качестве топлив. Продукты сгорания, содержащие пяти-окись ванадия и другие его соединения, коррозионно активны. Особое значение это имеет при использовании остаточных нефтепродуктов в качестве топлива для газотурбинных установок, лопатки которых наиболее подвержены ванадиевой коррозии.
По мере отбора светлых содержание Ni и V в остаточных фракциях достигает значений, сопоставимых с концентрациями этих металлов в природных рудах, что в принципе позволяет использовать эти остатки с целью извлечения металлов.
Традиционные методы подготовки сырья вторичных процессов нефтепереработки чрезвычайно энергоемки, снижение энергозатрат возможно на пути разработки принципиально новых процессов.
Работа выполнена в рамках ГНТП АН РБ "Нефтехимия. Химия новых веществ и материалов" на 1990...1995 гг., и федеральной инновационной программы "Глубокая переработка нефти, газа, торфа, угля" на 1990...1995 гг.
Цепь работы. Изучение реологических особенностей поведения нефтяного сырья в процессе контактной деме-таллизации.
Основные задачи исследования:
исследование контактной деметаллизации тяжелого нефтяного сырья, с выявлением закономерностей влияния параметров процесса (физико-химические свойства контактов, соотношение сырье/контакт, наличие и характер волновых воздействий, температура и т.д.) на степень извлечения металлов;
изучение изменения структурно - реологических характеристик нефтяного сырья в процессе контактной деметаллизации.
Научная новизна. На основе проведенных исследований подтверждена принципиальная возможность контактной де-' металлизации тяжелого нефтяного сырья в режиме виброрезонанса.
Предложен способ интенсификации сорбции металлорга-нических соединений на поверхности и в порах контакта.
Создана экспериментальная методика исследования структурных свойств тяжелого нефтяного сырья.
Предложена реологическая модель изменения
напряжения сдвига от скорости деформации, уточняющая уравнение Вингама - Шведова.
Практическая ценность. Подтверждена перспективность процесса контактной деметаллизации тяжелого нефтяного сырья в волновом поле. В пилотном пробеге, на установке смонтированной в АО "Туймаэытехуглерод", смеси с железорудным концентратом при 50 Гц и 70 С степень деметаллизации составила 72%.
Обнаружена зависимость вязкости мазута западно-сибирской нефти от номера замера в серии. Так, при 25С и напряжении сдвига 10,78 кН/м2 вязкость мазута меняется в зависимости от номера замера более чем в 3 раза, что доказывает наличие в мазуте западно-сибирской нефти пространственных структур.
Использование уточненного уравнения Бингама-ПІведова в гидродинамических расчетах технологических потоков позволяет подбирать оптимальные режимы пуска перекачивающего оборудования. В частности, по данным научно-технического центра AQ "НУНПЗ", сокращается расчетное время запуска центробежных насосов с приводом от паровых турбин, для насосов разной производительности в среднем на 11%.
Апробация работы. Основные результаты докладывались на Международном симпозиуме "Наука и технология углеводородных дисперсных систем" (Москва, 1997 г.), республиканских научно - технических конференциях "Химия, нефтехимия и нефтепереработка" (Уфа, 1990, 1991, 1997 гг.) и на всесоюзной олимпиаде "Студент и научно - технический прогресс" (Уфа 1991 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 статьи, 1 тематический обзор, 10 тезисов докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, выводов и приложения, общим объемом 114 страниц, в числе которых 15 таблиц и 35 рисунка.
