В самарском Политехе предложили энергоэффективную технологию переработки нефти

Актуальная проблема нефтеперерабатывающей промышленности переход на тяжёлую нефть, так как запасы легкой нефти практически исчерпаны. Однако известные способы переработки тяжелой нефти отличаются жесткими технологическими условиями (например, высоким давлением газообразного водорода в системе) и дороговизной. Специалисты кафедры Химическая технология переработки нефти и газа Самарского политеха предложили энергоэффективную технологию переработки тяжелой нефти и нефтяных остатков. Результаты последних исследований опубликованы в Российском химическом журнале (DOI: 10.6060/rcj.2025693.11)

Термические процессы переработки все энергоемкие, поскольку предполагают нагрев сырья до высоких температур (400 500 С). Задача состоит в том, чтобы при нагреве и деструкции тяжелой нефти (или тяжелого нефтяного остатка) получить, как можно больше светлых нефтепродуктов (целевых, улучшающих технико-экономические показатели работы НПЗ), отмечает ассистент кафедры Игорь Докучаев. Энергоэффективность процесса мы оцениваем с точки зрения затрат энергии на получение единицы светлых нефтяных фракций в процессе деструкции.

Тяжелые нефтяные остатки характеризуются высокой плотностью и большим содержанием полициклических ароматических углеводородов и гетероорганических соединений. Это усложняет их переработку из-за диффузионных ограничений.

Все дело в том, что молекулы сырья слишком крупные и не могут проникнуть в поры промышленных катализаторов для эффективного химического преобразования. Кроме этого, происходит отравление катализаторов и, как следствие замедление процесса переработки тяжелой нефти (или нефтяного остатка). Причина в молекулах, прочно связанных с каталитически активными центрами и блокирующих их. Это приводит к тому, что центры перестают принимать участие в реакционном цикле, поясняет Игорь Докучаев. Поэтому мы предложили использовать термический процесс переработки с использованием в качестве катализатора переноса водорода алюмокобальтмолибденового катализатора гидроочистки.

Отработанный катализатор гидроочистки не способен обеспечивать необходимый уровень остаточной серы в процессе гидроочистки. Однако он эффективен при переносе водорода в процессе переработки тяжелого нефтяного сырья.

Кроме этого, политеховские ученые предлагают заменить газообразный водород на альтернативный источник водорода в виде промышленной нефтяной фракции гидрированного легкого газойля каталитического крекинга (ЛГКК). Это низкокачественный продукт переработки вакуумного газойля, который прошел гидроочистку и вовлекается в процесс термодеструкции тяжелых нефтяных остатков в качестве источника водорода.

Испытание технологии происходило следующим образом. В емкость (автоклав) помещали: тяжелый нефтяной остаток или тяжелый нефтяной остаток+катализатор+водород, или тяжелый нефтяной остаток+катализатор+ЛГКК (в разных количествах), герметизировали, нагревали до определенной температуры и выдерживали при ней. Затем охлаждали, отбирали продукты и определяли массу и состав газа, жидкости и твердого остатка.

Такой подход обеспечивает более высокую эффективность переноса водорода в термическом процессе, что, в свою очередь, позволяет увеличить долю светлых нефтепродуктов и в большей степени улучшить их качество. Кроме этого, гидроочистка ЛГКК, а не гидропереработка тяжелого нефтяного остатка, позволяет эксплуатировать катализаторы в более мягких режимах, утверждает Игорь Докучаев.