За последние годы    объем    производства базовых смазочных масел с  индексом вязкости выше 90 и спрос на них значительно увеличил­ся.

Многие показатели качества товарных масел, а также технико-экономические показатели процессов очистки масляного производства во многом предопределяются качеством исходных нефтей и их масляных фракций.

Повышение индекса  вяз­кости масел на ряде заводов  СНГ осуществляется за счет углубле­ния очистки  селективными    растворителями, что приводит к увеличению побочных продук­тов – экстрактов на 15-20% масс.

В данной работе изучено влияние глубины очистки масляных вакуумных погонов и деасфальтизатов из смеси Казахстанских нефтей на фи­зико-химические свойства экстрактов, а также на характер и количество извлекаемых из сырья компонентов для определения целесооб­разности их выделения из экстрактов глубо­кой очистки.

Селективная очистка  фенолом осуществлялось в стеклянном экстракторе периодического действия, снабженного мешалкой для интенсивного перемешивания. Температура экстракции поддерживалась циркуляцией термостатированной жидкости /воды/ через рубашку экстрактора. Во всех опытах время экстракции составляло 30 мин. Время отстоя 45 мин. После отстоя экстрактный раствор сливался через нижний кран и отбрасывался, а рафинатовый раствор собирался в колбу Вюрца через тубус.

Таблица 1 – Качество  экстрактов  фенольной очистки сырья

36,0

20,0

40,0

21,4

Плотность,

0,944

0,976

0,943

0,975

Показатель преломления,

1,5828

1,5502

1,5344

1,5506

Вязкость, сСт

при 100⁰С

при 50⁰С

8,42

58,8

13,62

23,2

42,07

75,7

64,42

187,8

Температура вспышки в открытом тигле, ⁰С

230

231

255

262

Анилиновая точка, ⁰С

66,0

35,0

81,2

68,0

Содержание серы, %мас.

0,78

1,26

0,82

1,20

Молекулярная масса

355

348

527

492

После регенерации растворителя перегонной под вакуумом при температуре не выше 180 ⁰С определялся  выход рафината (% вес на исходное сырье) и его кинематическая вязкость при 100 ⁰С. Условия и результаты однократной обработки фенолом экстракта 3-го погона приведены в таблице 1.

Анализ углеводородного состава экстрак­тов (табл. 2) показывает, что увеличение вы­хода экстрактов происходит в основном за счет парафино-нафтеновых и легких аромати­ческих углеводородов.

Однако распределение групп углеводородов, дополнительно увлекае­мых в экстракт глубокой очистки, для дистил­лятного  и остаточного сырья различны. Так, при очистке дистиллятного сырья парафино-нафтеновые углеводороды составляют 59,4, легкие ароматические – 18,8, средние арома­тические – 11,9 и тяжелые ароматические углеводороды – 9,3% маcc. от прироста; в слу­чае очистки деасфальтизата доля групп уг­леводородов в увеличении выхода экстракта соответственно составляет 40,3; 20,4; 25,3 и 10,8% масc.

Смолы, растворимые в феноле, практически полностью извлекаются при обычной очистке.

Таблица 2 – Углеводородный и структурно-групповой состав  экстрактов

Парафино-нафтеновые

38,5/22,2

30,4/22,0

Ароматические

58,4/72,6

63,6/69,7

                           легкие

14,9/10,9

16,6/13,0

                           средние

17,2/21,5

26,4/27,8

                           тяжелые

26,3/40,2

20,6/28,9

Смолы

3,1/5,2

6,0/8,3

Структурно-групповой  со­став,  % :

                           Са

33/38

31/36

                           Сн

16/22

8/14

                           Сп

51/40

61/50

Число колец в молекуле                            Ка

1,46/1,66

2,00/2,39

                          Кн

0,91/1,51

0,99/1,69

                          Кобщ

2,37/3,17

3,08/4,08

При сопоставлении структурно-групповых составов (cм. табл. 2) отмечено снижение ко­личества циклических структур ароматиче­ских и нафтеновых с углублением очистки при одновременном увеличении содержания атомов углерода в парафиновых цепях.

Таким образом, на основании выше изложенного можно сделать вывод, что с увеличением    глубины очистки в экстракт дополнительно переходят ценные масляные компоненты, общее содер­жание которых достигает 45-63% масс. на экстракт или 18-19% масс. на сырье. Следо­вательно,  для дальнейшей переработки их из­влечение целесообразно.

Одним из ведущих процессов в схемах современных нефтеперерабатывающих заводов является каталитический риформинг, который обеспечивает превращение низкооктановых прямогонных бензиновых фракций нефти в высокооктановые компоненты бензинов и концентраты ароматических углеводородов.

Получение высококачественного бензина и индивидуальных ароматических углеводородов из нефтей и газоконденсата Казахстана путем каталитического риформинга на промышленных и вновь синтезированных катализаторах является актуальной проблемой, решению которого посвящена данная работа.

Исследовался физико-химический состав и рассматривались рациональные варианты переработки бензиновых фракций новых нефтей Казахстана и газового конденсата месторождений Тенгиз и Кумколь.

В качестве одного из объектов исследования была нефть Кумкольского месторождения.

Исследованный образец нефти характеризуется невысоким весом, небольшой вязкостью и высокой температурой застывания. Данные по качеству нефти приведены ниже:

Качество нефти Кумкольского месторождения:

1. Плотность при 20^оС, кг/м³-804-814;

2. Вязкость кинематическая, при 20^оС, сСт – 6,8-7,2; при 50^оС, сСт – 2,8-3,8;

3. Кислотность, мг КОН – 1,3-1,8;

4. Коксуемость, %масс. – 1,4 – 1,6;

5. Содержание хлористых солей, мг/л – 24 – 66;

6. Содержание воды, %масс. – 0,1 – 15;

7. Содержание серы, %масс. – 0,3 – 0,4;

8. Температура застывания, с термообработкой, ^оС – +10 – +12; без термообработки, ^оС – +11 – +14;

9. Групповой химический состав: – карбены и карбоиды, %масс. – 0,15 – 0,17. – асфальтены, %масс. – 0,4 – 0,5; – силикагелевые смолы – 7,88 – 8,36; – парафины, %масс. – 18,5 – 19,4; – температура плавления парафина, ^оС – 50,4 – 50,9;

10. Фракционной состав: температура начала перегонки, ^оС – 56-59, до 100^оС выкипает, % – 5,1, до 120^оС выкипает, % -9,0, до 150^оС выкипает, % – 14, до 160^оС выкипает, % – 17, до 180^оС выкипает,  % – 21, до 200^оС выкипает, % – 24, до 220^оС выкипает, % – 30, до 240^оС выкипает, % – 32, до 260^оС  выкипает, % – 36, до 280^оС выкипает, % – 40, до 300^оС выкипает, % – 45.

Нефть Кумкольского месторождения кислая, соответственно кислые и фракции выделенные из нее.  Высокая кислотность нефти обусловлена повышенным содержанием в них нафтеновых кислот.

Исходя из группового химического состава нефть парафинистая с содержанием 18,5 – 19,4 % масс парафина с малым содержанием асфальтенов и механических примесей.

Все эксперименты по каталитическому риформингу бензиновых фракций осуществляли на венгерской лабораторной, проточно – циркуляционной установке типа 01-105/01. Углеводородный состав сырья и продуктов реакции определяли методом газожидкостной хроматографии, а также определяли и другие их физико – химические характеристики.

В качестве примера приводим исследования газового конденсата. Исследованы узкие (335-378, 378-413 и 413-453К) и широкая (фр. 358-453К) бензиновые фракции газового конденсата месторождений Тенгиз и каталитический риформинг при температуре 778К, давлении 3,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 1,5 ч на катализаторе АП-64. Некоторые результаты этих исследований приведены в таблице.

Таблица 1 – Физико – химические свойства узких бензиновых фракций газового конденсата и полученных из них катализаторов

Видно, что газоконденсат характеризуется легким фракционным составом и его можно отнести к углеводородам метано-нафтенового основания, где суммарное содержание их составляет 86%. Узкие фракции значительно отличаются друг от друга содержанию отдельных групп углеводородов и имеют низкие октановые числа.