Том 63, № 3 (2023)

Представлен обзор, в котором обсуждены результаты экстракции ароматических углеводородов, серо- и азотсодержащих соединений из модельных систем селективными растворителями, ионными жидкостями и глубоко эвтектическими растворителями. Приведены результаты экстракционной очистки легкого и тяжелого вакуумных газойлей, газойлей висбрекинга и замедленного коксования. Показано, что экстракционная очистка вакуумных газойлей и газойлей вторичных процессов нефти позволяет снижать содержание серы в рафинате до уровня менее 0.5 мас. % - соответствующего требованиям к судовым топливам, применяющимся в открытых акваториях; при этом очистка газойлей висбрекинга и особенно газойлей замедленного коксования значительно эффективнее, чем вакуумных газойлей. Степень извлечения азотсодержащих компонентов и полиароматических соединений с использованием в качестве экстрагентов N,N-диметилформамида или N-метилпирролидона еще выше, чем сернистых соединений.

В температурном диапазоне от 46 до 70°С выполнены реологические исследования российских битумов с диапазоном пенетрации от 60 до 120 × 0.1 мм с целью оценки их устойчивости к образованию колеи пластичности по осцилляционным и ротационным параметрам колееобразования. Исследована взаимосвязь структурных и реологических параметров, показано, что наилучшая корреляция наблюдалась при сопоставлении структурного параметра Gaestel Colloidal index (CI) с реологическими параметрами R_3.2 и tg δ. Показана обоснованность модификации битумов для использования при укладке дорожных покрытий с экстремальным («E») типом транспортной нагрузки в регионах PФ, где требуется вяжущее марки PG52 и выше.

Для повышения эффективности деэмульгирования водонефтяных эмульсий разработан оптимизированный многокомпонентный комплекс деэмульгаторов BDTXI, влючающий три активных компонента бис(трифторметилсульфонил)имид 1-бутил-3-метилимидазолия, хлорид додецилтриметиламмония, хлорид триоктилметиламмония), а также ксилол и изопропанол. Между активными компонентами BSTXI наблюдался положительный синергетический эффект. Эффективность деэмульгирования ( DE ) комплекса BDTXI была выше, чем отдельных коммерческих реагентов при любых концентрациях деэмульгаторов, содержании воды и температуре. Изменение температуры и содержания воды в эмульсиях не повлияло на эффективность деэмульгирования BDTXI. Результаты анализа интенсивности обратного рассеяния света, показателя устойчивости Turbiscan^®, дзета-потенциала и скорости сдвига эмульсий в присутствии различных деэмульгаторов показали, что комплекс BDTXI может разрушать эмульсии эффективнее и быстрее, чем коммерческие реагенты по отдельности.

Предложен и экспериментально исследован подход к гидрогенизации легкого газойля каталитического крекинга (ЛГКК) с получением компонентов зимнего и арктического дизельного топлива (ДТ) экологического класса К5 в соответствии с Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 013/2011 о требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту. Схема переработки включает предварительную атмосферную дистилляцию ЛГКК с температурой конца кипения 300°С и последующую гидроочистку. Были получены гидрогенизаты с низким содержанием общей серы (<10 мг/кг) и аренов (28.6-38.0 мас. %) и приемлемыми низкотемпературными свойствами (ПТФ≤ -43°С). Вследствие сравнения физико-химических свойств полученных гидрогенизатов ЛГКК с требованиями к свойствам ДТ было выдвинуто предложение о возможности применения их как компонента зимних и арктических топлив путем компаундирования гидрогенизатов с дизельной фракцией гидроизомеризации (ДФГИ) и фракцией зимнего дизельного топлива (ЗДТ). Проведенный анализ основных показателей качества подтвердил возможность вовлечения полученных образцов гидрогенизатов на основе ЛГКК в состав зимних и арктических ДТ. С использованием метода ГХ×ГХ/МС были выявлены взаимосвязи между параметрами режима гидрогенизации, физико-химическими свойствами полученных гидрогенизатов и их детализированным углеводородным составом.

Проведено исследование зависимости состава и структуры продуктов каталитического крекинга в сверхкритической воде (СКВ) тяжелой нефти Ашальчинского месторождения Альметьевского района республики Татарстан в присутствии наноразмерного порошка (НРП) оксида железа(III). Установлено, что крекинг в присутствии 0.01%-ного НРП оксида железа в среде СКВ позволяет увеличить выход светлых фракций более чем на 34 мас. % и снизить содержание смолисто-асфальтеновых компонентов в 2.1 раза по сравнению с исходной нефтью. Показано, что использование катализатора НРП оксида железа приводит к образованию асфальтенов коксоподобной структуры с низким атомным отношением Н/С (до 0.75). Рассчитаны константы скоростей реакций превращений компонентов тяжелой нефти Ашальчинского месторождения, протекающих при термическом и каталитическом крекингах.

Разработан новый композитный материал - кобальтат самария/карбид кремния, образующий эффективный, устойчивый к зауглероживанию катализатор углекислотной конверсии метана в синтез-газ. Показано, что композитный материал, содержащий 30 мас. % кобальтата самария и 70 мас. % карбида кремния, без предварительного восстановления водородом, при атмосферном давлении и скорости подачи эквимолярной смеси метана и диоксида углерода 15 (л/г кат.)·ч^-1 позволяет достигать выходов водорода и монооксида углерода 92 и 91 мольн. % при 900°С и соответственно 20 и 28 мольн. % при 700°С. Методами рентгеновской дифрактометрии, термогравиметрического анализа и растровой электронной микроскопии показано отсутствие зауглероживания поверхности катализатора. Установлено, что после использования в углекислотной конверсии метана исходный композит преобразуется в материал, содержащий карбид кремния, силикат и оксид самария, а также металлический кобальт с размерами частиц менее 20 нм.

Изучена эффективность введения полиакрилакрилатных присадок разного состава при низкотемпературной депарафинизации в смешанном растворителе метилэтилкетон-толуол одиннадцати масляных фракций, различающихся вязкостью, содержанием парафинов, ароматических углеводородов и смол. Для полиалкилакрилата с боковыми н -алкильными цепочками С16-20 рафинаты по степени увеличению выхода депарафинированных масел (по сравнению с процессом в отсутствие присадок) разделились на три группы - по увеличению выхода на 12-13%, 5-8% и 3-4%. Введение в состав такого полимера 5-30% полярных групп (аминоэфирных, аминоамидных, амидных, олигоэтиленгликолевых) в большинстве случаев позволило дополнительно повысить выход масла.