Варианты переработки и использования высоковязких нефтей и природных битумов Республики Татарстан

• Автор: Каюмова, Наиля Рашитовна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 144 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1. Характеристики высоковязкой нефти Ашальчинского месторождения и природных битумов Ашальчинского и Мордово-Кармальского месторождений
1.2. Анализ технологических схем переработки высоковязких нефтей
и природных битумов
1.3. Способы выделения смолисто-асфальтеновых веществ
1.4. Глубокое окисление высоковязкой нефти и природного битума
2. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ВЫДЕЛЕНИЯ СМОЛИСТО-АСФАЛЬТЕНОВЫХ ВЕЩЕСТВ
2.1. Физико-химические свойства поверхностно-активных веществ и их применение в процессах подготовки и переработки природных битумов
и высоковязких нефтей
2.2. Сольвентная деасфальтизация высоковязкой нефти и природного битума с добавками поверхностно-активных веществ
2.3. Разработка технологии деасфальтизации высоковязкой нефти и природного битума
3. РАЗРАБОТКА ВОДОИЗОЛИРУЮЩИХ СОСТАВОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО БИТУМА МОРДОВО-КАРМАЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
3.1. Озонолиз природного битума и характеристика продуктов превращения
3.2. Окисление природного битума пероксокарбонатом натрия
3.3. Разработка водоизолирующих составов на основе природного
битума и гидрофильных компонентов
4. ПРОЦЕСС И ПРОДУКТЫ ОЗОНИРОВАНИЯ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ АШАЛЬЧИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
4.1. Превращение смолисто-асфальтеновых веществ при окислении высоковязкой нефти
4.2. Применение продуктов озонирования высоковязкой нефти в процессах
подготовки и деасфальтизации
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В связи с истощением запасов девонских нефтей и переходом их разработки в позднюю стадию, ведутся поиск и опытно-промышленные работы по освоению перспективных источников углеводородного сырья, к которым, прежде всего, относятся высоковязкие нефти (ВВН) и природные битумы (ПБ).
На территории Татарстана в битуминозных горизонтах выявлено около 450 залежей ПБ [1]. Они обнаружены почти во всех регионах Республики и поэтому залежи Татарстана являются перспективными для приращения запасов углеводородного сырья. Эти запасы сосредоточены на сравнительно небольшой глубине, однако относятся к трудноизвлекаемым [2]. Трудности их извлечения обусловлены высокой вязкостью, низкими пластовым давлением, температурой и газосодержанием, а также наличием воды в подошвенной части и теле продуктивного пласта. Поэтому, как правило, отсутствуют периоды безводной эксплуатации и эксплуатации на естественном режиме, и основной объем добычи возможен с тепловым воздействием на пласт, что увеличивает затраты на разработку таких месторождений и себестоимость добываемой продукции.
Многочисленные технико-экономические оценки эксплуатации месторождений ПБ показали, что основой ее рентабельности может стать создание производственного комплекса по «добыче и переработке» [3]. Проблемы переработки ВВН и ПБ практически одни и те же, так как по физико-химическим свойствам они близки между собой [4]. Основными особенностями их химического состава являются высокое содержание серы, смол, асфальтенов, металлов, низкое -парафина. В отличие от девонских нефтей ВВН и ПБ в большинстве случаев характеризуются высокими значениями плотности и вязкости, что связанно с повышенным содержанием в их составе, как отмечалось

бутановой смесью [77]. Однако, несмотря на то, что присутствие бутана в составе растворителя и приводит к более высокому выходу деасфальтизата с 20-35 % до 65-80 % на гудрон или 30-40 % на нефть, качество последнего при этом заметно ухудшается (возрастают его коксуемость и вязкость, ухудшается цвет) [27]. Кроме того, общим недостатком использования в качестве осадителей пропана, бутана или их смесей является сложность регулирования свойств получаемых продуктов.
В последнее время в качестве селективных растворителей для эффективного выделения САВ из нефти и нефтяных остатков, предлагается использовать нормальные алканы до С8, петролейный эфир, бензины, газовый конденсат и другие легкие углеводородные фракции [31,78-81]. Так, деасфальтизация бензином - Добен-процесс, разработанный БашНИИ НП, принципиальная схема которой представлена на рис. 1.5, более селективна, чем иропановая, идет по непрерывной схеме и позволяет практически в 2 раза снизить кратность растворителя к сырью [81]. В ходе процесса "Добен" за счет удаления 93-96 % асфальтенов улучшается качество остаточного продукта: понижаются в 1,5 раза коксовое число, в 4-6 раз зольность, в 2-3 раза содержание тяжелых металлов. Однако, содержание общей серы и азота снижается лишь на 5-20 %. Таким образом, процесс "Добен" является в первую очередь средством деметаллизации нефтяных остатков и в меньшей степени средством обессеривания и деазотирования. Следует подчеркнуть, что основным сырьем в данном процессе могут быть не только гудроны, но и любое другое сырье (от отбензиненной нефти до асфальта пропановой деасфальтизации масел) [31]. Однако, большое содержание в составе бензинов, газовых конденсатов и других легких углеводородных фракциях ареновых УВ и высокомолекулярных алканов, снижает осаждение асфальтенов из тяжелых нефтей.
Несомненный интерес с точки зрения перспективности использования для выделения САВ представляют так называемые нетрадиционные (комбинированные) способы деасфальтизации, активно разрабатываемые в