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 (400–500ºС). 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.