Физико-химические основы обезвоживания и фракционирования природного битума ацетоном

• Автор: Копылов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Особенности состава и свойств природных битумов

1.2.Способы добычи природных битумов

и экономический аспект их применения

1.3.Методы подготовки и переработки природного битума

и их техникоэкономическая оценка

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1.Выбор и подготовка сырья для процессов

сольвснтного обезвоживания и фракционирования

2.2.Выбор растворителя для обезвоживания и разделения природного битума
2.3.Проведение процесса обезвоживания
природного битума
2.4. Проведение процесса деасфальтизации.
2.5. Проведение процесса фракционирования
2.6. Определение фракционного состава сырья и физикохимических свойств фракций, полученных ректификацией.
2.7. Определение физикохимических свойств
продуктов разделения.
2.8. Определение структурногруппового состава продуктов разделения методом ИКспектроскопии.
2.9. Определение содержания ванадия и никеля
в продуктах разделения.
2 Проведение процессов деасфальтизации
и фракционирования природного битума для
изучения их механизма методом ЯМР.
ГЛАВА 3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Обоснование метода разделения
3.2. Обезвоживание природного битума ацетоном
3.3. Обоснование условий проведения деасфальтизации
3.4. Исследование механизма деасфальтизации и фракционирования природных битумов методом ЯМР
3.5. Структурногрупповой состав продуктов разделения
3.6. Распределение ванадия и никеля
но продуктам фракционирования
3.7. Закономерности изменения физикохимических
свойств продуктов фракционирования.
3.8. Сопоставление различных способов
переработки природных битумов
ГЛАВА 4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1. Описание технологической схемы установки сольвентного обезвоживания и
фракционирования природного битума.
4.2. Оборудование для проведения процесса
4.3. Материальный баланс процесса
4.4. Техническая характеристика сырья, основных и вспомогательных материалов.
4.5. Оценка техникоэкономических показателей установки .
4.6. Применение продуктов разделения.
ЛИТЕРАТУРА


Частицы асфальтенов в коллоидных растворах имеют размеры 2 им и образуют коацерваты размером до 2 мкм. При этом очевидна связь стру кту ры и их физических свойств, особенно высокой вязкости, которая влияет на транспорт и переработку ПБ. Градационно используемые методы рентгенанализа не имеют большого успеха изза высокой способности поглощать рентгеновское излучение тяжелыми нефтями и Г1Б. Предлагается использовать нейтронное излучение, с помощью которого были определены две основные группы частиц асфальтенов в растворах. Частицы размером до 0 ангстрем составляют большую часть асфальтенов, остальное частицы размером до микрон. Как уже было отмечено, имеющиеся данные о химическом составе и строении ВМСН свидетельствуют о преобладании среди них соединений гибридного строения. Такие структуры включают конденсированные и изолированные нафтеновые и ароматические циклы, а также алифатические цепочки различной длины и степени развегвленности. СН и увеличивается вклад конденсированных полициклических систем в гибридные структуры. Пол и циклы молекул компонентов масляных фракций ПБ и тяжелых нефтей, характеризующихся значительным содержанием конденсированных фрагментов, по характеру своего строения приближаются к углеводородному каркасу смол, которые, в свою очередь, имеют большое сходство с химическим строением асфальтенов. Это свидетельствует о генетической связи масел, смол и асфальтенов 9. Ряд исследований в области изучения ВМСН направлены на выяснение связи состава и физических свойств компонентов тяжелых нефтей и битумов. В работе приведены данные по изучению электрофизических свойств нефтей. Отмечено, что электропроводность нефти обусловлена гемолитической диссоциацией входящих в ее состав САК, нефтяных кислот и т. Несмотря на малую полярность компонен тов и связанную с этим небольшую диэлектрическую проницаемость, эти вещества могут диссоциировать. Асфальтены в большей степени увеличивают проводимость нефти, чем смолы. На основе данных по изучению удельной электропроводности модельных смесей смол и асфальтенов в различных растворителях и при разных соотношениях удалось определить их содержание в высоковязких нефтях, из которых они были выделены . Установлено, что содержание асфальтенов и соотношение смолы асфальтены зависит от метода их извлечения и особенностей состава и способа добычи сырой нефти. Важной характеристикой для ПБ и высоковязких нефтей являются их реологические свойства. В работе изучены реологические характеристики трех тяжелых нефтей Калифорнии и Венесуэлы. Проведены расчеты и предложена математическая модель, описывающая поведение подобных нефтей в условиях вязкого течения. Были проведены исследования по изучению влияния методов добычи на состав, свойства природных битумов и высоковязких нефтей и их компонентов. Показано, что термическая стабильность компонентов нефтей и природных битумов убывает в ряду обычные нефти тяжелые высокосмолистые нефти мальты асфалмы асфальтиты. В работах показано влияние внутрипластового горения и паротсплового воздействия мри добыче на состав и свойства ПБ и ВВН. Резко возрастает содержание олефиновых углеводородов, альдегидов, кстонов. Эти соединения обнаруживаются и в сопутствующей воде. Водные эмульсин ПБ, добытого этим способом, содержат до воды и обладают повышенной устойчивостью. По сравнению с внутри пластовым горением, паротепловой метод добычи не приводит к заметному ухудшению потенциальных возможностей сырья и, до известного предела, даже способствует улучшению качества отдельных продуктов повышается индекс вязкости масел ,. Проблеме получения пысокоиндексных масел из природных битумов посвящена работа . В ней показано, что потенциальное содержание базовых масел в этом сырье составляет , что почти вдвое превышает их содержание н традиционном сырье. Низкое содержание вплоть до полною отсутствия налканов исключает при получении масел дорогой и сложный процесс депарафинизции. Полученные базовые масла из остатка выше 0 С Ашальчинской нефти с индексом вязкости 55 и температурой застывания С относятся к группе средних индустриальных масел.