Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка основ комплексной технологии каталитической переработки нетрадиционной нефти керогенсодержащих пород в жидкие углеводороды

Докладчик: Караханов Эдуард Аветисович

Должность: Заведующий кафедрой химии нефти и органического катализа Химического факультета МГУ, зав. кафедрой

Цель проекта:
Разработка новых технических решений в области глубокой переработки нетрадиционного углеводородного сырья в синтетическую нефть с высоким содержанием светлых фракций. Создание основ комплексной энергоэффективной технологии превращения различных типов керогенсодержащих пород в синтетические углеводороды за счет сочетания нескольких подходов: физико-химических воздействий на породу, гидрокрекинга и окислительного облагораживания полученных фракций

Основные планируемые результаты проекта:
Для решения задачи в рамках работы будет проведен детальный анализ составляющих сырья –
неорганической части и самого керогена с целью
- оценки возможности использования различных типов экстрагентов и модификаторов для достижения
оптимальной каталитической активности неорганического компонента в гидрокрекинге и удалении
кислород- и азотсодержащих веществ;
- определения реакционной способности органической части и возможности ее превращения в
синтетическую нефть.
Физико-химический анализ микроструктуры и состава пород будет включать результаты исследования:
- химического состава; фазового состава, структуры и микроструктуры пород (методами РФА, СЭМ,
ПЭМВР, ЭСДО, ИК и КР спектроскопии, РФЭС и твердотельного ЯМР);
- содержания керогена, тяжелых углеводородов и их состава, особенностей строения (методами
термогравиметрии и CHNS-анализа, РФЭС и твердотельного ЯМР, пиролизной масс-спектрометрии и др.);
- текстурных и кислотных характеристик неорганической составляющей пород; содержания РЗЭ, железа,
их распределения в неорганической составляющей пород.
Будет изучено влияние на экстракцию и гидрокрекинг дополнительной обработки суспензий
керогенсодержащего материала электромагнитными полями и ультразвуком; влияния состава
дополнительных компонентов-экстрагентов – среды для проведения обработки.
Применительно к процессу гидропереработки необходимо изучение влияния параметров диспергирования
сырья, температуры, давления, расхода водорода, времени пребывания сырья в реакторе, времени и
интенсивности физического воздействия, характера модификатора породы, природы дисперигирующей
среды и дополнительных экстрагентов. (Последние будут выступать в качестве реакционной среды
последующего гидрокрекинга.)
Задачей работы является также установление факторов, влияющих на степень превращения углерода
керогена, выходы, состав и качество получаемой синтетической нефти (для изучения качества и состава
необходимо использование как стандартных методов, так и применение современных физико-химических
методов анализа, прежде всего флюидной газовой хроматографии, а для идентификации отдельных
компонентов – двумерной масс-спектрометрии). С учетом того, что в результате гидропереработки в
синтетической нефти сохранится значительное количество сероорганических соединений, предполагается
дополнительно отработать технологию процесса окислительного обессеривания получаемого продукта.
Преимуществом предлагаемого комплексного метода гидропереработки при давлении до 10 МПа
керогенсодержащих пород в различных средах с использованием сочетания физического воздействия
(электромагнитное излучение, ультразвук), использования специальных дисперсионных сред и
гидрокрекинга с модификацией породы будет заключаться в:
- высокой степени превращения углеродсодержащей составляющей (более 90%),
- высоком выходе жидких углеводородов (более 80% в расчете на органическую составляющую),
- получении синтетической нефти с вязкостью не более 20 сСт, и массовая доля дистиллятов, выкипающих
до 360оС - не менее 50 % с содержанием диенов менее 0,05% и содержанием олефинов менее 5%;
содержанием азота и серы, соответствующего нефтям Западной Сибири.
В рамках работы будет решена задача создания лабораторной установки, обеспечивающей сочетание
активации породы в жидкой дисперсионной среде среде с гидрокрекингом, которая должна работать при
давлениях до 10 МПа с непрерывной подачей сырья – самого керогенсодержащего материала. Поэтому
одной из задач ПНИ является не только необходимо определить требования к будущей технологии, но и
задать конкретные требования к такой установки и сформулировать техническое задание на последующие
ОТР по теме «Разработка технологии получения синтетической нефти из керогенсодержащих пород»,
включающее в себя создание такой опытной установки.
Новизна решаемых задач и используемых подходов обеспечат получение соответствующих
правоохраннительных документов

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Ожидаемые результаты работы должны обеспечить создание новой энергоэффективной технологии
получения синтетической нефти из керогенсодержащих поро, характеризующейся:
- высокой степенью превращения углеродсодержащей составляющей (более 90%),
- высоким выходом жидких углеводородов (более 80% в расчете на органическую составляющую),
- получением синтетической нефти с вязкостью не более 20 сСт, и массовая доля дистиллятов,
выкипающих до 360оС - не менее 50 % с содержанием диенов менее 0,05% и содержанием олефинов
менее 5%; содержанием азота и серы, соответствующего нефтям Западной Сибири.
Такая технология будет способствовать развитию производственно-технологического, кадрового,
инфраструктурного и институционального потенциала Российской Федерации в области глубокой
переработки нетрадиционных нефтей керогенсодержащих пород. Полученные результаты обеспечат
существенное снижение технологической зависимости экономики Российской Федерации, расширение
сырьевой базы российских НПЗ и увеличения экспортного потенциала углеводородного сырья.
Реализация полученных результатов в результате проведения соответсвующих ОТР откроет путь не
только для переработки керогенсодержащих пород ex situ, но и позволит отработать подходы для
последующего проведения работ по переработки таких пород in situ и создания новых более эффективных

Текущие результаты проекта:
Подготовлен аналитический обзор современной литературы из открытых источников и патентной литературы по переработке керогенсодержащего сырья в жидкие углеводородные фракции, разработана комплексная методика физико-химического анализа керогенсодержащего сырья, проведена наработка катализаторов на основе переходных металлов для обессеривания различных углеводородных фракций, разработана принципиальная технологическая схема процесса переработки керогенсодержащих пород в синтетическую нефть, подобраны комплектующие изделия для экспериментального образца установки переработки керогенсодержащих пород для дальнейшего получения синтетической нефти