Регистрация / Вход
Прислать материал

14.575.21.0060

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.575.21.0060
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"
Название доклада
Разработка физико-химических методов концентрирования потенциально ценных металлов в продуктах переработки тяжелых нефтей и гудронов
Докладчик
Висалиев Мурат Яхьяевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка научных основ методов концентрирования потенциально ценных металлов, основанных на различных физико-химических принципах воздействия на тяжелые нефти, тяжелые остатки переработки нефти и отработанные катализаторы для получения концентрата ценных металлов. Изучение содержания потенциально ценных металлов в нефтях и остатках
переработки нефтей.
Актуальность и новизна исследования
Тяжелые нефти, гудроны, отработанные катализаторы и другие побочные продукты нефтепереработки могут стать потенциальным промышленным сырьем для производства концентратов ценных металлов (V, Ni, Mo, Co, редкоземельных, благородных и других). Так, по результатам ориентировочных расчетов, в тяжелых нефтях, сосредоточенных в европейской части России,запасы ванадия,подсчитанные в 1983 г., составили 218,8 тыс. т, в т.ч. наиболее крупные запасы ванадия – 170,6 тыс. т, при его среднем содержании в золе – 6,7% масс., что в несколько раз выше, чем в традиционном рудном сырье. Следовательно, производство ванадия из побочных продуктов переработки тяжелых нефтей с полным использованием их химико-энергетического потенциала может быть значительно более рентабельно, чем его производство из традиционного рудного сырья. Подобный вывод может быть сделан, вероятно, и для некоторых других ценных металлов, концентрирующихся в тяжелых нефтях и гудронах. В России значительный интерес для крупномасштабного промышленного производства представляют также отработанные катализаторы нефтехимии, содержащие Mo, V, Co, Ni, Re, редкоземельные металлы. Однако до проведения настоящей работы не определились эффективные процессы нефтепереработки, позволяющие в наибольшей степени концентрировать ценные металлы в побочных продуктах этих процессов, а также объемы возможного рентабельного производства ценных металлов из отработанных катализаторов и других техногенных отходов нефтепереработки.
Данными факторами определяется актуальность, научная новизна и практическая значимость проекта «Разработка физико–химических методов концентрирования потенциально ценных металлов в продуктах переработки тяжелых нефтей и гудронов».
Описание исследования

Проведение экспериментальных исследований по проекту подразумевало выполнение следующих этапов:

1) Изучение состава и свойств образцов тяжелых нефтей, нефтяных остатков, отработанных катализаторов как исходного сырья для получения концентратов ценных металлов. Для этих целей на основе собственных исследований и литературных данных выбраны природные техногенные месторождения тяжелых нефтей и гудронов, тяжелых остатков переработки тяжелых нефтей, отработанных катализаторов, отличающихся повышенным содержанием ценных металлов. Собственные результаты элементного анализа нефтяного сырья получены методами - атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) и масс-спектрометрия с индуктивной связанной плазмой (ИСП-МС).  

2) Отработка методик измерения поглощенной плазмой мощности в различных жидких углеводородах и измерения эмиссионных спектров для получения параметров плазмы (включая разработку кодов для моделирования спектра) и получения плазмы в различных модельных углеводородах с отработкой методик отбора твердых продуктов, содержащих металлы, для дальнейшего анализа.  

4) Исследование распределения в продуктах дистилляции тяжелых нефтей содержащихся в них ценных металлов. Результаты получены методами атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) и масс-спектрометрия с индуктивной связанной плазмой (ИСП-МС). 

5) Изучение параметров сжигания или газификации (температуры, величины коэффициента избытка воздуха, содержания водяного пара и др.) вакуумного остатка гидроконверсии (ВО) на состав и свойства ЗШО как концентрата ценных металлов (редкие и редкоземельные металлы), содержащихся в исходном тяжелом нефтяном сырье.

6) Изучение форм соединений ценных металлов в ЗШО после сжигания или газификации вакуумного остатка, получаемого после гидроконверсии. Данные исследования были выполнены спектральными методами (ААС и ИСП-АЭС), а также методами микрорентгенофазового анализа и электронной сканирующей микроскопии.

Результаты исследования

Основными планируемым результатами проекта являются:

1. База данных по содержанию ценных металлов в нефтях, продуктах переработки тяжелых нефтей и отработанных катализаторах наиболее перспективных природных и техногенных месторождений нефтеносного сырья Российской Федерации. Разработанная база данных представляет собой матрицу экспериментально полученных результатов по содержанию элементов в образцах тяжелых нефтей, продуктах их переработки и отработанных катализаторах. Массовое содержание (г/т) приведено для каждого отдельного элемента (ценные металлы, включая редкие и редкоземельные) по каждому из образцов нефтеносного сырья. Разработанная база данных может быть использована для научных и промышленных целей и является основой выбора объектов для получения концентратов ценных металлов из тяжелых нефтей, гудронов и отработанных катализаторов. База данных не имеет прямых аналогов, содержащих информацию об элементном составе остатков нефтепереработки и отработанных катализаторов.

2. Регламент концентрирования ценных металлов, содержащихся в тяжелых нефтях, тяжелых остатках переработки нефти, отработанных катализаторах, с использованием процессов гидроконверсии, газификации и сжигания высококипящих фракций нефти. 

3.  Лабораторная экспериментальная установка по концентрированию ценных металлов в тяжелых нефтях, тяжелых остатках переработки нефти, отработанных катализаторах. Установка предназначена для проведения экспериментальных исследований по концентрированию ценных металлов, содержащихся в тяжелых нефтях, тяжелых остатках переработки нефти и отработанных катализаторах. Созданная установка позволяет исследовать поведение ценных металлов при их извлечении из различного вида тяжелого нефтяного сырья (тяжелые высоковязкие нефти, гудрон, мазут, битум) и отработанных катализаторов, применяемых на промышленных установках нефтепереработки.

4. Лабораторная методика экспериментального определения ценных металлов
(микроэлементов) в тяжелых нефтях, тяжелых остатках переработки нефти,
отработанных катализаторах. Методика разработана с целью создания единого подхода к микроэлементному анализу тяжелых нефтей, остатков переработки нефти и отработанных катализаторов для получения при выполнении работ сравнимых результатов. Описан принцип действия спектральных приборов, процедура определения концентрации металлов, приведен перечень инструментов, приспособлений и материалов. Чувствительность определения спектральными методами (ААС и ИСП-АЭС) ценных металлов зависит от определяемого элемента и изменяется в широких пределах. 

5. Проекты стандартов определения ценных металлов в тяжелых нефтях,
продуктах их переработки и техногенных остатках (отработанных
катализаторах). Разработка проектов стандартов определения ценных металлов в тяжелых нефтях, продуктах их переработки и техногенных остатках (отработанных катализаторах) являлась актуальной задачей проекта для создания единого подхода определения в нефтяном сырье широкого спектра микроэлементов, включая редкие и редкоземельные металлы. В настоящее время подобных стандартов не существует. Необходимо отметить, что методика элементного анализа, описанная в разработанных проектах стандартов, использовалась для получения результатов содержания микроэлементов в образцах нефтяного сырья при выполнении работ всех этапов настоящего проекта.

Практическая значимость исследования
По результатам, полученным при выполнении данного проекта, будет возможно оценить эффективность тех или иных физико-химических принципов воздействия на нефтяное сырье с целью концентрирования ценных металлов. Изучение содержания ценных металлов в различном нефтяном сырье позволит сделать вывод о наиболее перспективных месторождениях, в том числе техногенного происхождения, для извлечения ценных металлов в промышленных масштабах. Внедрение результатов проекта должно привести к возможности более глубокой переработки нефтяного сырья, а именно с целью концентрирования ценных металлов. Результаты данного проекта могут позволить снизить негативное влияние отработанных катализаторов на окружающую среду.
Постер

14.575.21.0060.ppt