Himiâ tverdogo topliva

Представлены результаты исследования влияния механической энергии на свойства гуминовых кислот в процессе механообработки окисленного угля в планетарной мельнице. Показано, что при механическом воздействии на уголь в присутствии щелочных и окислительно-щелочных реагентов в мельнице планетарного типа, где мелющими телами выступали стальные шары, выход гуминовых кислот возрастает на 25–33%, снижается молекулярная масса и повышается содержание функциональных групп по сравнению с гуминовыми кислотами, полученными при механообработке с керамическими шарами. Изменение плотности шаров оказывает влияние на механику их движения и величину энергии при падении.

Изучен крекинг горючего сланца Кашпирского месторождения при различных температурах (425, 450 и 475°С) и продолжительности процесса (40, 60, 80 и 100 мин). Показано, что при температуре крекинга 450°С и продолжительности 100 мин достигается наибольший выход жидких продуктов и выход масел в их составе. Увеличение температуры и продолжительности крекинга приводит к увеличению содержания углеводородов С₁–С₅ в составе газообразных продуктов в 2–5 раз. Масла, выделенные из жидких продуктов крекинга горючего сланца, на 30–45% состоят из полициклических ароматических углеводородов. Установлено, что повышение температуры и продолжительности крекинга приводит к увеличению содержания фракций НК–360°С в составе жидких продуктов.

Показано, что усредненные молекулы асфальтенов битуминозных нефтей включают не более четырех структурных блоков, скелет которых различается по количеству ароматических и нафтеновых колец и числу атомов углерода в алкильном замещении. Кристаллическая часть макромолекул исследуемых асфальтенов имеет слоистое строение. По количеству слоев пачечной структуры, толщине ее упаковки и среднему диаметру, а также по числу ароматических колец в слое исследуемые асфальтены различаются незначительно.

Изучение распределения осадка, сформировавшегося на осадкообразующей поверхности из исследуемой нефти при различном градиенте температур, имеет типичный характер для нефтей смолистого типа: при снижении температуры нефти количество нефтяного осадка увеличивается, и его максимум соответствует температурам, наиболее приближенным к температуре застывания нефти. На свойства и структуру нефтяных отложений, отличающиеся местом и способом отбора, большое влияние оказывают термодинамические условия осадкообразования. В осадках, отобранных непосредственно из скважины и сформировавшихся в динамическом режиме при более высоких температурах в течение небольшого временного периода, содержание асфальтенов меньше, чем в нефтяных отложениях из приемной емкости. В образцах, отобранных на поверхности и сформировавшихся при пониженных температурах в течение более длительного периода, количество парафиновых углеводородов значительно выше, чем в осадках из скважины.

Исследовано формирование нефтяного осадка в высокопарафинистой нефти в присутствии карбоновых и нафтеновых кислот. Показано влияние концентрации и состава кислот на процесс ингибирования осадка и содержание в нем парафинов, смол и асфальтенов. В составе осадков, полученных из нефти с добавками кислотных реагентов, повышается количество легких н-алканов и снижается доля более высокомолекулярных углеводородов. В составе смол осадков, полученных с добавками кислотных реагентов, снижается содержание алифатических фрагментов и карбоксильных групп и возрастает коэффициент ароматичности. Асфальтены в осадке характеризуются снижением содержания ароматических структур и карбоксильных групп.

Изучена термическая стабильность смол и асфальтенов нафтеновой и метановой тяжелых нефтей методом термогравиметрии. На основе данных физико-химических методов анализа показано, что смолы и асфальтены исследованных нефтей имеют значительные различия по молекулярной массе, элементному составу и распределению атомов углерода в структурных фрагментах. Термогравиметрический анализ проводили при нагреве образцов от 25 до 650°С со скоростью 10°С/мин в среде аргона. Показано, что максимальная скорость потери веса смол и асфальтенов нафтеновой нефти происходит при более низких температурах по сравнению с аналогичными компонентами метановой нефти. Термостабильность смол и асфальтенов зависит от состава и структурной организации этих компонентов, что обусловлено их формированием из нефтяных дисперсных систем различных химических типов. Установлено, что термостабильность смол и асфальтенов метановой нефти выше, чем термостабильность аналогичных компонентов нафтеновой нефти.

Изучено влияние количества прекурсоров оксидов кобальта и никеля на состав и структуру продуктов каталитического крекинга тяжелой нефти Зюзеевского месторождения. Выявлено, что увеличение количества загружаемого прекурсора приводит к деструкции большего количества смолисто-асфальтеновых компонентов и выхода фракции НК-360°С. Установлено, что никельсодержащие катализаторы способствуют разрушению 66% высокомолекулярных компонентов, а кобальтсодержащие – низкому выходу побочных продуктов. Изучен структурно-групповой анализ асфальтенов исходной нефти и образованных после термического и каталитического крекингов. На основании полученных данных представлен возможный механизм протекающих реакций.

Представлены результаты исследования асфальтенов, выделенных из жидких продуктов крекинга гудронов при температуре 500°C в присутствии добавки дидодеканоил пероксида. Рассчитаны константы скоростей реакций термических превращений асфальтенов исследуемых гудронов. Показано, что скорость реакций конденсации асфальтенов в твердые продукты уплотнения зависит не только от их исходного содержания в гудронах, но и от строения молекул. Установлены изменения структурно-групповых параметров асфальтенов гудронов в процессе инициированного крекинга. Показано, что отличительной особенностью крекинга асфальтенов в присутствии дидодеканоил пероксида является деструкция структурных блоков без изменения их количества в составе молекул. За счет деструкции алифатических заместителей и нафтеновых колец усредненные молекулы асфальтенов становятся более компактными, значительно увеличивается доля сконденсированных ароматических структур в их составе.