Николаев Александр Игоревич, д.т.н., профессор, кафедра химии и технологии основного органического синтеза, Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 57197582338
Alexander I. Nikolaev, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 57197582338
Пешнев Борис Владимирович, д.т.н., профессор, кафедра химии и технологии основного органического синтеза, Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Scopus Author ID 6507362823
Boris V. Peshnev, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Scopus Author ID 6507362823
Королев Александр Николаевич, аспирант, кафедра химии и технологии основного органического синтеза, Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Alexandr N. Korolev, Postgraduate Student, Department of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Никишин Денис Васильевич, ассистент, кафедра химии и технологии основного органического синтеза, Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова
119454, Москва, пр-т Вернадского, д. 78
Denis V. Nikishin, Assistant, Department of Chemistry and Technology of Basic Organic Synthesis, M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical Technologies
78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454
Objectives. While the phenomenon of cavitation is of interest for treatment of hydrocarbon mixtures, in particular crude oil and petroleum products, the literature lacks a systematic approach to conducting such research. This gap stimulates the need for a more in-depth study of the influence of this physical effect on the characteristics and detailed hydrocarbon composition of petroleum feedstock. Thus, the present work set out to explore the influence of the conditions leading to cavitation on the physicochemical properties and hydrocarbon composition of crude oil and petroleum products.
Methods. The objects of the study were two crude oil samples and four straight-run fractions—gasoline, kerosene, diesel, and fuel oil—having different characteristics and hydrocarbon compositions. Cavitation treatment was carried out in a hydrodynamic mode using a Donor-2 apparatus within a range of pressure changes from 20 to 50 MPa. The number of treatment cycles was from 1 to 20. The density was determined by pycnometry using the refractive index, an Abbe refractometer, and the fractional composition or fraction yield, as well as by distillation at atmospheric or reduced pressure for light or dark petroleum products, respectively. The hydrocarbon composition of the gasoline fraction was determined by chromatography and mass spectrometry.
Results. Changes in the densities and fractional compositions of the objects of study following their treatment under various conditions were recorded. Particular attention was paid to the hydrocarbon composition of the gasoline fraction: an increase in the content of normal alkanes was shown to be due to an increase in the number of structures with shorter carbon chains in comparison with the components of raw materials not subjected to cavitation.
Conclusions. The results of the study of the effect of cavitation treatment of crude oil and its individual fractions on their physicochemical characteristics showed that the nature of the changes depends on the treatment conditions and the initial characteristics of the sample. It is suggested that cavitation treatment causes cracking and compaction processes. The possibility of cracking reactions was confirmed by chromatographic determination of the group hydrocarbon composition of the samples.
Цели. Интерес к применению явления кавитации для обработки углеводородных смесей, в частности нефти и нефтепродуктов, и отсутствие в литературе системного подхода к проведению подобных исследований открывает необходимость более глубокого изучения влияния этого физического воздействия на характеристики и детальный углеводородный состав нефтяного сырья. В связи с этим, цель данной работы заключается в изучении влияния условий, при которых возникает кавитация, на изменение физико-химических свойств и углеводородного состава нефти и нефтепродуктов.
Методы. В качестве объектов исследования были взяты два образца нефти и четыре прямогонные фракции — бензиновая, керосиновая, дизельная и мазут, обладающие различными характеристиками и углеводородным составом. Кавитационную обработку проводили в гидродинамическом режиме на аппарате Донор-2 в диапазоне перепадов давления от 20 до 50 МПа. Количество циклов обработки составляло от 1 до 20. Плотность определяли пикнометрическим методом, показатель преломления — на рефрактометре типа Аббе, а фракционный состав или выход фракций — перегонкой при атмосферном или пониженном давлении соответственно для светлых или темных нефтепродуктов. Углеводородный состав бензиновой фракции определяли хромато-масс-спектрометрическим методом.
Результаты. В работе показано изменение плотности и фракционного состава объектов исследования после их обработки при различных условиях. Уделено особое внимание углеводородному составу бензиновой фракции: показано увеличение содержания в ней нормальных алканов за счет увеличения количества структур, обладающих меньшей длиной углеродной цепи, по сравнению с компонентами сырья, не подвергнутого кавитационному воздействию.
Выводы. Представлены результаты исследования влияния кавитационной обработки нефти и ее отдельных фракций на изменение физико-химических характеристик объектов исследования. Установлено, что характер изменений зависит от условий обработки и исходных характеристик образца. Высказано предположение о том, что в результате кавитационного воздействия могут протекать процессы крекинга и уплотнения. Возможность протекания реакций крекинга подтверждена результатами хроматографии и определения группового углеводородного состава образцов.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.