Influence of resin-asphaltene substances on the thermal conversion of natural bitumen hydrocarbons
The aim of the study was to evaluate the effect of resin-asphaltene substances on the thermal cracking of heavy hydrocarbon feedstocks such as natural bitumen. The object of study was natural bitumen from Ashalchinskoye and Mordovo-Karmalskoye oil fields located on the territory of the Republic of Tatarstan. Initial bitumen, hydrocarbons and maltenes (a mixture of hydrocarbons and resins) extracted from the bitumen were exposed to thermolysis. Thermolysis was carried out in autoclave reactors of 12 cm for 2 hours at 450°C. The compositions of the cracking products and their liquid part were determined according to the standard procedure of organization standard 1246-2011. Gaseous hydrocarbons, generated during the thermolysis of the samples, were analyzed by gas chromatography on a chromatograph "Chromatron" with a thermal conductivity detector. Group hydrocarbon composition of the initial samples and products of their thermolysis was determined by thin layer chromatography on the plates Silufol with phosphor UV254 nm. Thermolysis of the hydrocarbon concentrate results in the formation of resins and asphaltenes, as well as of solid carbon residue. It expectedly reduces the hydrocarbon content in the thermolysis products. The presence in the initial mixture of hydrocarbons and resins promotes the formation of asphaltenes. Solid carbon residue is produced only in the thermolysis of maltenes extracted from the Mordovo-Karmalskiy bitumen. Proportion of saturated hydrocarbons and condensed aromatic compounds is increased among hydrocarbons. Thermolysis of the mixture of hydrocarbons, resins and asphaltenes leads to an increased yield of all hydrocarbon groups. Asphaltene content increases during the thermolysis of Ashalchinskoye bitumen and decreases during the thermolysis of Mordovo-Karmalskoye bitumen. Thus, it was found that resins and asphaltenes differently affect the composition of hydrocarbons in the thermal action: resins promote the formation of condensed aromatic hydrocarbons, asphaltenes presence leads to an increase of all hydrocarbon groups.
Keywords
термолиз,
природный битум,
углеводороды,
мальтены,
асфальтены,
состав,
thermolysis,
natural bitumen,
hydrocarbons,
maltenes,
asphaltenes,
compositionAuthors
| Don Aleksandra R. | Tomsk State University | aleksa_don@mail.ru |
| Voronetskaya Natalya G. | Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Tomsk) | voronetskaya@ipc.tsc.ru |
| Grinko Andrey A. | Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Tomsk) | grincoandrei@gmail.com |
| Golovko Anatoly K. | Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Tomsk) | golovko@ipc.tsc.ru |
Всего: 4
References
СТО 1246-2011. Массовая доля смолисто-асфальтовых веществ. Методика измерений в нефтях, нефтяных фракциях, природном битуме, угле, органическом веществе пород, продуктах термолиза керогена и угля гравиметрическим методом.
Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Часть вторая. Деструктивные процессы. М. : КолосС, 2007. 334 с.
Углеводородный состав продуктов термолиза природных битумов / Г.С. Певнева и др. // Химия и технология топлив и масел. 2014. № 3. С. 23-25.
Кривцов Е.Б., Свириденко Н.Н., Головко А.К. Инициированный крекинг природного битума для увеличения выхода дистиллятных фракций // Известия Томского Политехнического университета. 2013. Т. 323, № 3. С. 37-41.
Камьянов В.Ф., Лебедев А.К., Сивирилов П.П. Озонолиз нефтяного сырья. Томск : Раско, 1997. 271 с.
Днепровский К.С. Механохимические превращения углеводородов нефти : дис.. канд. хим. наук. Томск, 2003. 103 с.
Савельев В.В., Головко А.К. Термодеструкция асфальтитов в суперкритических флюидах // Сверхкритические флюиды: Теория и практика. 2010. Т. 5, № 3. С. 60-66.
Савельев В.В., Певнева Г.С., Сурков В.Г., Головко А.К. Влияние на нефтенасыщенный песчаник механообработки и воды в сверхкритических условиях // Химия твердого топлива. 2011. № 2. С. 72-77.
Murray Gray. Consistency of asphaltene chemical structures with pyrolysis and coking behavior // Energy & Fuels. 2003.№ 17. Р. 1566-1569.
Douda J., Alvarez R., Navarrete J. Bolanos. Characterization of Maya asphaltene and maltene by means of pyrolysis application // Energy & Fuels. 2008. № 22. P. 2619-2628.
Свириденко Н.Н., Кривцов Е.Б., Головко А.К. Состав продуктов крекинга высокосернистого природного битума в присутствии микросфер зол ТЭЦ. Материалы конференции. Новосибирск : ИНГГ СО РАН, 2014. 350 с.
Phillip E. Savage, Michael T. Klein. Asphaltene reaction pathways. 1. Thermolysis // Ind. Eng. Chem. ProcessDes. Dev. 1985. № 24. P. 1169 1174.
George Michael, Mohammad Al-Siri, Zahida Hameed Khan, Fatima A. Ali. Differences in average chemical structures of asphaltene fractions separated from feed and product oils of a mild thermal processing reaction // Energy & Fuels. 2005. № 19. P. 1598-1605.
Фаткуллин М.Р., Запылкина В.В., Морозов А.Н., Жирнов Б.С., Хайрудинов И.Р. Исследование механизма термолиза гудрона западносибирской нефти // Химия и технология топлив и масел. 2012. № 5. С. 29-34.
Везиров Р.Р. Висбрекинг - технологии, проверенные практикой и временем // Химия и технология топлив и масел. 2010. № 6. С. 3-8.
Везиров Р.Р., Обухова С.А., Везирова Н.Р., Султанов Т.Х. Повышение эффективности процесса замедленного коксования путём сочета ния с процессом висбрекинга // Химия и технология топлив и масел. 2009. № 2. С. 5-6.
Везиров Р.Р., Обухова С.А., Везирова Н.Р., Теляшев Э.Г. Перевод установки замедленного коксования на режим мягкого термического крекинга (висбрекинга) // Химия и технология топлив и масел. 2010. № 3. С. 38-40.
Пат. 7033486 США. МПК d0G9/32; C10G53/06; C10G55/04; C10G9/00; C10G53/00; C10G55/00. Residuum conversion process / Gorbaty Martin L., Siskin Michael, Jacobson Mitchell. Заявитель Gorbaty Martin L; Siskin Michael; Jacobson Mitchell; EXXONMOBIL RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY. № 2003221992. Заявлено 19.06.2007; Опубл. 12.04.2003. 5 с.
Туманян Б.П., Игонина А.Ю. Современные аспекты термолиза нефтяного сырья // Химия и технология топлив и масел. 2005. № 2. С. 52-53.
Туманян И.Б., Лукашов Е.А. Комбинированный процесс термолиз-коксования для переработки нефтяных остатков // Технологии нефти и газа. 2008. № 5. С. 7-9.
Везиров Р.Р., Обухова С.А., Теляшев Э.Г. Новая жизнь термических процессов // Химия и технология топлив и масел. 2006. № 2. С. 5-9.
Шлёнский О.Ф. Углубление крекинга тяжелого нефтяного сырья. Сброс повышенного давления // Химия и технология топлив и масел. 2006. № 2. С. 20-25.
Щепалов А.А. Тяжелые нефти, газовые гидраты и другие перспективные источники углеводородного сырья : учеб.-метод. пособие. Ниж ний Новгород : Нижегород. гос. ун-т, 2012. 93 с.
Дорохин В.П., Палий А.О. Состояние и перспективы добычи тяжелых и битуминозных нефтей в мире // Нефтепромысловое дело. 2004. №5. С. 47-50.
Caineng Zou. Chapter 9 - Heavy oil and bitumen // Unconventional Petroleum Geology. 2013. Р. 307-335.
