chemicallytechFine Chemical TechnologiesТонкие химические технологии2410-65932686-7575MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).10.32362/2410-6593-2017-12-5-65-70chemicallytech-117Research ArticleCHEMISTRY AND TECHNOLOGY OF ORGANIC SUBSTANCESХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВTRANSFORMATION OF SHORT-CHAIN n-ALKANES UNDER TREATMENT OF HYDRODYNAMIC CAVITATIONПРЕВРАЩЕНИЕ КОРОТКОЦЕПНЫХ н-АЛКАНОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАВИТАЦИИТорховскийВ. Н.TorkhovskyV. N.

кандидат технических наук, главный специалист кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Ph.D. (Engineering), Chief Specialist of the A.N. Bashkirov Chair of Technology of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruАнтонюкС. Н.AntonyukS. N.

кандидат технических наук, доцент кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Ph.D. (Engineering), Associate Professor of the A.N. Bashkirov Chair of Technology of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

antonyuk2006@yandex.ruВоробьевС. И.VorobyevS. I.

доктор биологических наук, профессор,

119991, Россия, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2

Dr.Sc. (Biology), Professor

8-2, Trubetskaya St., 119991, Moscow, Russia

noemail@neicon.ruНиколаеваМ. В.NikolaevaM. V.

студентка кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова

119571, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 86

Student, A.N. Bashkirov Chair of Technology of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel

86, Vernadskogo Pr., Moscow 119571, Russia

noemail@neicon.ruМосковский технологический университет (Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова)РоссияMoscow Technological University (M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies)Russian FederationПервый Московский государственный медицинский университет им. И.М. СеченоваРоссияI.M. Sechenov First Moscow State Medical UniversityRussian Federation2017281020171256570Copyright © Torkhovsky V.N., Antonyuk S.N., Vorobyev S.I., Nikolaeva M.V., 20172017Торховский В.Н., Антонюк С.Н., Воробьев С.И., Николаева М.В.Torkhovsky V.N., Antonyuk S.N., Vorobyev S.I., Nikolaeva M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.finechem-mirea.ru/jour/article/view/117

The structure and properties of oil disperse systems (ODS) are mainly determined by the presence of paraffin hydrocarbons (n-alkanes) in the crude oil and natural gas liquid. Short-chain n-alkanes (С8-С17) are part of ODS dispersion medium. Under oil refining treatment, they concentrate in the distillate fractions and influence the operation characteristics of product liquid fuels and natural gas liquid.We studied the influence of hydrodynamic cavitation on the short-chain n-alkanes. Cavitation was produced by a high pressure disintegrator DA-1. A plunger pump produced compression pressure 50 MPa. Cavitation treatment was applied three times in a row. The research object was liquid oil paraffin containing 96.5% wt. n-alkanes С9-С21 (including 95% wt. С9-С17) and 2.5% wt. isoalkanes С10-С20; the balance was a mixture of other hydrocarbons. The results of GLC demonstrated that the total conversion of initial n-alkanes С14-С17 was not high, but it grew growing constantly: after the 1st cavitation cycle - 1.4%, after the 2nd cavitation cycle - 2.7%, after the 3rd one - 3.6%. At the highest conversion, the concentration of n-alkanes C8-C13 in liquid oil paraffin increased by 28% rel., and the concentration of n-alkanes C18-C22 - by 36% rel. The information obtained allows predicting the influence of the short-chain n-alkanes present in the oil feed on alterations of its hydrocarbon and fraction composition after cavitation.

Наличие в нефтяном и газоконденсатном сырье углеводородов парафинового ряда (н-алканов) во многом определяет структуру и свойства нефтяных дисперсных систем (НДС). Короткоцепные н-алканы (С8-С17) входят в состав дисперсионной среды НДС. При переработке нефти они концентрируются в дистиллятных фракциях и влияют на эксплуатационные характеристики товарных моторных топлив. В работе исследовали влияние гидродинамической кавитации на короткоцепные н-алканы Источником кавитации служил дезинтегратор высокого давления ДА-1. Давление сжатия, создаваемое плунжерным насосом в ДА-1, составляло 50 МПа, кавитационное воздействие осуществляли последовательно три раза. Объект исследования - нефтяной жидкий парафин, содержащий 96.5% масс. н-алканов С9-С21 (в том числе 88.2% масс. С14-С17) и 2.5% масс. изоалканов С10-С20, остальное - примеси углеводородов других классов. Результаты ГЖХ показали, что суммарная конверсия исходных н-алканов С14-С17 не велика, но устойчиво возрастала: после первого цикла кавитации она составила 1.4%, после второго - 2.7%, после третьего - 3.6%. При наибольшей конверсии содержание н-алканов С8-С13 в нефтяном жидком парафине увеличилось на 1.9% масс. (28% отн.), н-алканов С18-С22 - на 0.6% масс. (36% отн.). Полученная информация позволит прогнозировать, каким образом наличие в нефтяном и газоконденсатном сырье короткоцепных н-алканов скажется на изменении его углеводородного и фракционного состава после кавитации.

гидродинамическая кавитациякороткоцепные н-алканыдиспропорционированиеизомеризацияhydrodynamic cavitationshort-chain n-alkanesdisproportioningisomerizationReferencesДудкин Д.В., Кульков М.Г., Шестакова Е.Н., Якубенок А.А., Новиков А.А. Переработка нефтяных остат- ков в условиях механохимического воздействия // Химия и технология топлив и масел. 2012. № 4. С. 34-37.Dudkin D.V., Kul’kov М.G., Shestakova Е.N., Yakubenok A.A., Novikov A.A. Processing of oil residues under mechano-chemical treatment // Khimiya i tekhnologiya topliv i masel (Chemistry and Technology of Fuels and Oils). 2012. № 4. P. 34–37. (in Russ.).Завалинская И.С., Чиж Д.В., Ясьян Ю.П. Изменение свойств нефтяных фракций при лазерном воздействии // Химия и технология топлив и масел. 2014. № 1. С. 9-11.Zavalinskaya I.S., Chizh D.V., Yasyan Yu.P. Changes of properties of oil fractions under laser treatment // Khimiya i tekhnologiya topliv i masel (Chemistry and Technology of Fuels and Oils). 2014. № 1. P. 9–11. (in Russ.).Колесников И.М., Фролов В.И., Борзаев Х.Х. Глотов А.П., Кардашев С.В. Математическое моделирование каталитического крекинга нефтешлама, подвергнутого электромагнитной активации // Химия и технология топлив и масел. 2015. № 6. С. 16-20.Kolesnikov I.М., Frolov V.I., Borzaev H.H., Glotov A.P., Kardashev S.V. Math modeling of oil sludge catalytic cracking, which was treated by electromagnetic activation. // Khimiya i tekhnologiya topliv i masel (Chemistry and Technology of Fuels and Oils). 2015. № 6. P. 16–20 (in Russ.).Сафиева Р.З. Физикохимия нефти. Физико-химические основы технологии переработки нефти. М.: Химия, 1998. 448 с.Safieva R.Z. Oil physics and chemistry. Physical and chemical basics of oil processing technology. М.: Khimiya Publ., 1998. 448 p. (in Russ.).Патрикеев Г.А. Структурный подход при изучении физических свойств жидких н-алканов и полиметиленов // ДАН СССР. 1975. Т. 221. № 1. С. 134-137.Patrikeev G.А. Structured approach to study physical properties of liquid n-alkanes and polymethylenes // DAN SSSR (Reports of Science Academy of USSR). 1975. V. 221. № 1. P. 134–137 (in Russ.).Нестеренко А.И., Берлизов Ю.С., Берлизова Ю.Ю. Расчет средневзвешенного числа циклов кавитационной интенсификации крекинга нефтяного сырья // Химия и технология топлив и масел. 2009. № 2. С. 47-50.Nesterenko А.I., Berlizov Yu.S., Berlizova Yu.Yu. Calculation of average weighted amount of cavitation cycles for stimulation of oil feed cracking. // Khimiya i tekhnologiya topliv i masel (Chemistry and Technology of Fuels and Oils). 2009. № 2. P. 47–50 (in Russ.).Нестеренко А.И., Берлизов Ю.С. Моделирование влияния кавитации на крекинг углеводородов нефти // Химия и технология топлив и масел. 2012. № 1. С. 35-40.Nesterenko А.I., Berlizov Yu.S. Simulation of cavitation influence on the cracking of the oil hydrocarbons. // Khimiya i tekhnologiya topliv i masel (Chemistry and Technology of Fuels and Oils). 2012. № 1. P. 35–40. (in Russ.).Промтов М.А. Перспективы применения кавитационных технологий для интенсификации химико-технологических процессов. // Вестник ТГТУ. 2008. Т. 14. № 4. С. 861-868.Promtov М.А. Prospects of cavitation technologies application for stimulation of chemical technology processes. // Vestnik TGTU (Reports of TGTU). 2008. V.14. № 4. P. 861–868. (in Russ.).Торховский В.Н., Воробьев С.И., Егорова Е.В., Антонюк С.Н., Городский С.Н. Превращение алканов под действием единичного импульса гидродинамической кавитации. II. Поведение среднецепных алканов С21-С38 // Вестник МИТХТ. 2014. Т. 9. № 4. С. 59-69.Torkhovsky V.N., Vorobyev S.I., Egorova E.V., Antonyuk S.N., Gorodsky S.N. Conversion of alkanes under influence of single impulse of hydrodynamic cavitation. II. Behavior of middle-chain alkanes С21–С38 // Vestnik MITHT (Fine Chemical Technologies). 2014. V. 9. № 4. P. 59–69. (in Russ.).Торховский В.Н., Воробьев С.И., Егорова Е.В., Иванов С.В., Городский С.Н. Превращение алканов под действием единичного импульса гидродинамической кавитации. I. Поведение алканов С13-С15 // Вестник МИТХТ. 2013. Т. 8. № 6. С. 27-36.Torkhovsky V.N., Vorobyev S.I., Egorova Е.V., Ivanov S.V., Gorodsky S.N. Conversion of alkanes under influence of single impulse of hydrodynamic cavitation. I. Behavior of alkanes С13–С15 // Vestnik MITHT (Fine Chemical Technologies). 2013. V. 8. № 6. P. 27–36. (in Russ.).Торховский В.Н., Воробьев С.И., Антонюк С.Н., Егорова Е.В., Иванов С.В., Кравченко В.В., Городский С.Н. Использование многоцикловой кавитации для интенсификации переработки нефтяного сырья // Технологии нефти и газа. 2015. № 2. С. 9-17.Torkhovsky V.N., Vorobyev S.I., Antonyuk S.N., Egorova Е.V., Ivanov S.V., Kravchenko V.V., Gorodsky S.N. Application of multicycle cavitation for stimulation of oil processing // Tekhnologii nefti i gaza (Oil and Gas Technologies). 2015. № 2. P. 9–17. (in Russ.).Нестеренко А.И., Берлизов Ю.С. Увеличение глубины переработки нефти путем кавитационной интенсификации крекинга нефтепродуктов // Вопросы химии и хим. технологии. 2015. Т. 2 (100). С. 92-103.Nesterenko А.I., Berlizov Yu.S. Increasing depth of oil processing using cavitation stimulation of petrochemicals cracking // Voprosi khimii i khimicheskoy tekhnologii (Chemistry and Chemical Technology topics). 2015. V. 2 (100). P. 92–103. (in Russ.).Иванов С.В., Воробьев С.И., Торховский В.Н., Герзелиев И.М. Применение гидродинамической кавитации для повышения эффективности каталитического крекинга вакуумного газойля // Вестник МИТХТ. 2013. Т. 8. № 3. С. 67-69.Ivanov S.V., Vorobyev S.I., Torkhovsky V.N., Gerzeliev I.М. Application of hydrodynamic cavitation in order to increase efficiency of catalytic cracking of vacuum gasoil // Vestnik MITHT (Fine Chemical Technologies). 2013. V. 8. № 3. P. 67–69. (in Russ.).Курочкин А.К., Хазеев Р.Р. Экспериментальный поиск перспективной технологии глубокой переработки ашальгинской сверхвязкой нефти // Сфера. Нефть и газ. 2016. № 2 (52). С. 62-79.Kurochkin А.К., Khazeev R.R. Experimental research for promising technology of deep processing of Ashalgin super viscous oil // Sfera. Neft’ i gaz (Sphere. Oil and Gas). 2016. № 2 (52). P. 62–79. (in Russ.).Фомичев-Замилов М. Новая технология upgrade битума // Oil&Gas Journal Russia. 2015. February. P. 66-71.Fomichev-Zamilov М. New technology of bitumen upgrade // Oil & Gas Journal Russia. 2015. February. P. 66–71. (Translation to Russ. by D. Kazakov).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.