Преобразования тяжелой нефти в углекислотной среде с использованием природного катализатора – дисульфида железа, C. 100-102

UDK: 622.276.1/.4

DOI: 10.24887/0028-2448-2017-4-100-102

Ключевые слова: тяжелая нефть, состав, реологические свойства, гидротермально-каталитические превращения, дисульфид железа

Авт.: Г.П. Каюкова, Д.А. Феоктистов, А.В. Вахин (Казанский (Приволжский) федеральный университет), И.П. Косачев, Г.В. Романов, А.Н. Михайлова (Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН), Р.С. Хисамов (ПАО «Татнефть»)

Рассмотрено влияние гидротермальных и каталитических процессов на направленность и глубину превращений высокомолекулярных компонентов тяжелой нефти в углекислотной среде с использованием в качестве катализатора природного железосодержащего минерала – дисульфида железа. В лабораторных экспериментах выявлены особенности изменения группового и структурно-группового состава тяжелой нефти Ашальчинского месторождения (Республика Татарстан) и ее реологических характеристик в гидротермально-каталитических процессах при температурах 250, 300 и 350 °С в углекислотной среде с использованием в качестве катализатора природного минерала - пирита химического состава FeS₂. Показано, что с увеличением температуры опытов до 350 °С почти в 2 раза увеличивается содержание новообразованных углеводородных фракций вследствие снижения содержания смол и асфальтенов, что приводит к уменьшению в 2-2,5 раза вязкости тяжелой нефти в температурном интервале 10-60 °С. Основное отличие преобразования нефти в присутствии катализатора состоит в активации протекания реакций деструкции по С–С, C–N, C–O, C–S связям и блокировании реакций полимеризации, приводящих к образованию коксообразных продуктов.

Анализ результатов экспериментов показал направленность изменений состава тяжелой нефти и ее качественных характеристик в гидротермально-каталитических процессах при температурах 250, 300 и 350 °С с использованием в качестве катализатора природного минерала – пирита. В присутствии катализатора, по сравнению с исходной нефтью и продуктами контрольных опытов, с увеличением температуры наблюдалось более интенсивное образование насыщенных углеводородов при заметном снижении содержания ароматических соединений и асфальтенов. Наиболее глубокие преобразования в групповом составе нефти происходили при температуре 350 °С. Это нашло отражение в снижении вязкости тяжелой нефти, а также в изменении ее структурно-групповых характеристик, в том числе асфальтенов. Показана перспективность применения гидротермально-каталитических процессов для облагораживания состава тяжелой нефти

Список литературы

1. Хисамов Р.С. Высокоэффективные технологии освоения нефтяных месторождений. – М.: Недра, 2004. – 638 с.

2. Роль фазовой и кинетической моделей при моделировании внутрипластового горения/Д.Р. Исаков, Д.К. Нургалиев, Д.А. Шапошников [и др.]// Химия и технология топлив и масел. – 2015. – № 1 (587). – С. 59–62.

3. Upgrading Of High-Viscosity Naphtha In The Super-Critical Water Environment / S.M. Petrov, R.R. Zakiyeva, Ya. Ibrahim Abdelsalam [et al.]// International Journal of Applied Engineering Research. – 2015. – V. 10 (24) – P. 44656–44661.

4. Интенсификации паротепловых методов добычи высоковязких нефтей с использованием катализатора на основе кобальта / С.А. Ситнов, М.С. Петровнина, Д.А. Феоктистов [и др.]// Нефтяное хозяйство. – 2016. – № 11. – С.106–108.

5. Chemical evaluation and kinetics of Siberian, north regions of Russia and Republic of Tatarstan crude oils / M.A. Varfolomeev, R.N. Nagrimanov, A.A. Samatov [et al.]// Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization and Environmental Effects – 2016. – V 38 (8). – P. 1031–1038.

6. Акватермолиз нефтей и природных битумов: химизм процесса, катализаторы, перспективы промышленной реализации / Б.П. Туманян, Н.Н. Петрухина, Г.П. Каюкова [и др.] // Успехи химии. – 2015. – Т. 84 (11). – C. 1145–1175.

7. Конверсия сверхтяжелой нефти в гидротермально-каталитической системе /И.М. Абдрафикова, Г.П. Каюкова, С.М. Петров [и др.] // Нефтехимия. – 2015. – Т. 55. – № 2. – С. 110–118.

8. Томина Н.Н., Пимерзин А.А., Моисеев И.К. Сульфидные катализаторы  гидроочистки нефтяных фракций // Российский химический журнал. – 2008. – Т. LII. – № 4. – С. 41–52.

9. ASTM D 4124–09. Standard Test Method for Separation of Asphalt into Four Fractions.

10. Трухина О.С., Синцов И.А. Опыт применения углекислого газа для повышения нефтеотдачи пластов //Успехи современного естествознания. – 2016. – № 3. – С.  205–209.

11. Термокаталитическая деструкция керогена в присутствии наноразмерного катализатора на основе кобальта и минерального пирита/ Я.В. Онищенко, А.В. Вахин, Е.В. Воронина, Д.К. Нургалиев // SPE 181915-MS. – 2016