Николаев Александр Игоревич, д.т.н., профессор кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Alexander I. Nikolaev, Dr. Sci. (Tech.), Professor, A.N. Bashkirov Department of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel Technology
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Пешнев Борис Владимирович, д.т.н., профессор кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Boris V. Peshnev, Dr. Sci. (Tech.), Professor, A.N. Bashkirov Department of Petrochemical Synthesis and Artificial LiquidFuel Technology
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Егорова Екатерина Владимировна, к.т.н., доцент кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива им. А.Н. Башкирова
119571, Москва, пр-т Вернадского, д. 86
Ekaterina V. Egorova, Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, A.N. Bashkirov Department of Petrochemical Synthesis and Artificial Liquid Fuel Technology
86, Vernadskogo pr., Moscow, 119571
Objectives. A characteristic feature of oil production is an increase in the volume of highviscosity bituminous oil. In Russia, technologies based on the use of water vapor are used for their extraction. The use of such technologies leads to a large amount of water in the product stream from the production well. Preparation of oil for processing involves its stabilization, desalination, and dewatering. Since the densities of the extracted oil and the water contained in it are comparable, traditional preparation schemes for processing of high-viscosity bituminous oil are ineffective. One of the possible solutions to the problem involving such oil in the fuel, energy, and petrochemical balance is to use a coking process at the first stage of its processing. This aim can be achieved by studying the influence of the process conditions of coking high-viscosity water-containing oil on the yield and characteristics of the resulting products.
Methods. Coking of oil with a density of 1.0200 g/cm3 at 50 °C and with 18 wt % water content was carried out in a laboratory installation in a “cube.” A hollow cylindrical apparatus was used as a reactor and was placed in a furnace. The temperature and pressure in the reactor were maintained at 500–700 °C and 0.10–0.35 MPa, respectively.
Results. An increase in the coking process temperature results in an increase in the amount of gaseous products, a decrease in the amount of the coke generated, and a higher dependence of the amount of liquid products on temperature with a maximum yield at 550–600 °C. The process temperature also affects the composition of liquid products. At a lower temperature, the amount of gasoline and kerosene fractions in liquid products is higher. With an increase in pressure, a higher amount of gaseous products, coke, and low-molecular-weight hydrocarbon fractions in liquid products could also be obtained. The characteristics of the coke produced in the coking process are similar to those of commercially produced grades. It is noted that when coking water-containing oil, up to 98% of the emulsion water goes with liquid products, and the remaining amount of water remains in the formed coke.
Conclusions. Results showed the possible application of the coking process at the initial stage of processing high-viscosity bituminous oil. In this case, the dewatering stage is significantly simplified since the technological scheme of delayed coking allows the separation of the gasoline fraction from water.
Цели. Возрастание доли высоковязкой и битуминозной нефти является характерной особенностью современной нефтедобычи. В России при ее добыче применяют технологии, основанные на использовании водяного пара. Применение таких технологий приводит к тому, что продуктовый поток, выходящий из добывающей скважины, может содержать большое количество воды. Подготовка нефти к переработке предполагает ее стабилизацию, обессоливание и обезвоживание. Вследствие того, что плотность добываемой нефти и содержащейся в ней воды сопоставимы, традиционные схемы подготовки к переработке высоковязкой и битуминозной нефти являются малоэффективными. Одним из возможных решений проблемы вовлечения такой нефти в топливно-энергетический и нефтехимический баланс является использование на первом этапе ее переработки процесса коксования. Для реализации этой идеи необходимо изучить влияние условий коксования высоковязкой обводненной нефти на выход и характеристики образующихся продуктов.
Методы. Объектом исследования была нефть с плотностью при 50 °С 1.0200 г/см³, содержащая 18 мас. % воды. Коксование проводили на лабораторной установке в «кубе». В качестве реактора использовался пустотелый цилиндрический аппарат, размещаемый в печи. Температура в реакторе варьировалась от 500 до 700 °С, давление от 0.10 до 0.35 МПа.
Результаты. Проведенные исследования показали, что при возрастании температуры коксования выход газообразных продуктов увеличивается, образование кокса уменьшается, а зависимость выхода жидких продуктов имеет экстремальный характер с максимумом в области температур 550–600 °C. Температура процесса влияет на состав жидких продуктов. При более низкой температуре в жидких продуктах выше содержание бензиновой и керосиновой фракций. Повышение давления приводит к возрастанию выхода газообразных продуктов, кокса и содержания в жидких продуктах низкомолекулярныхфракций углеводородов. Образующийся в процессе кокс по своим характеристикам близок к промышленно выпускаемым маркам. Отмечено, что при коксовании обводненной нефти до 98% водной эмульсии уходит с жидкими продуктами коксования, и лишь небольшое количество воды остается в образовавшемся коксе.
Выводы. Представленные результаты показывают возможность использования процесса коксования на начальном этапе переработки высоковязкой и битуминозной нефти. В этом случае существенно упрощается проведение стадии ее обезвоживания, так как в технологической схеме замедленного коксования предусмотрено отделение бензиновой фракции от воды.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.