Учёные Пермского Политеха получили автомобильное топливо из гудрона.

Запасы лёгкой нефти сокращаются, поэтому сейчас актуальна переработка тяжёлых нефтепродуктов. Чтобы удовлетворить мировой спрос на энергию, необходимо более эффективно перерабатывать «чёрное золото». Но у тяжёлых фракций углеводородов есть недостатки: высокое содержание металлов, смол и высокомолекулярных компонентов, поэтому сырьё нужно подготавливать.

Для получения топлива используют каталитический крекинг – процесс, при котором тяжёлые молекулы нагреваются и распадаются на лёгкие. Исследователи из Пермского Политеха усовершенствовали технологию, заменив традиционное сырьё тяжёлыми продуктами переработки нефти.

Результаты работы учёные представили в журнале «Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология». Работа позволит расширить сырьевую базу отечественной нефтеперерабатывающей промышленности в условиях растущего потребления топлива и сырья для нефтехимии.

- Обычно для каталитического крекинга в кипящем слое используют вакуумный газойль – продукт перегонки нефти и её тяжёлых производных под вакуумом. Но для этого можно применять и предварительно подготовленные более тяжёлые фракции. Без обработки эти вещества могут негативно повлиять на работу применяемых при переработке катализаторов.

Чтобы избежать последствий, сырьё «облагораживают», в том числе удаляя нежелательные компоненты с помощью лёгких растворителей: пропана, бутана или пентана. Тяжёлая фракция выпадает в осадок, очищая продукт от загрязняющих веществ. Это позволяет улучшить качество сырья, и далее его легче перерабатывать, – рассказывает один из исследователей, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского Политеха, кандидат химических наук Александр Чудинов.

Сегодня в промышленности с помощью обработки гудрона пропаном получают компоненты базовых масел. Используя более тяжёлые растворители – пентан или бензин, – можно получить продукт, который может быть использован для получения бензина и других ценных продуктов. Это позволяет увеличить количество сырья.

Учёные Пермского Политеха обработали гудрон с помощью н-пентана и изучили «превращения» смеси газойля и очищенных углеводородов в процессе каталитического крекинга. На качество и количество продукта влияют не только состав сырья и параметры обработки, но и тип и структура растворителя. Исследователи описали характеристики веществ, полученных при различных соотношениях растворителя и сырья.

Для этого учёные провели эксперименты на базе Научно-­образовательного центра FCC и Центра коллективного пользования «Центр наукоёмких химических технологий и физико-­химических исследований» Пермского Политеха.

Исследователи использовали гудрон с установок ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез». Он состоял из смеси 80%-­ной западносибирской и 20%-ной каменноложской нефти. В качестве растворителя учёные применяли н-пентан со средней растворимостью. Соотношение растворителя и гудрона составило 6:25. Исследователи загрузили гудрон и н-­пентан в реактор специальной установки, а затем нагревали их до 50°С в течение часа, постоянно перемешивая. Давление составило 1,3 атм. Далее в течение ещё одного часа реактор выдерживали при 50°С без перемешивания. Через 12–20 часов смолисто-­асфальтеновая часть остывала до комнатной температуры, отстаивалась и выпадала в осадок, а затем её отфильтровали.

Затем учёные удалили из полученного продукта остатки растворителя. Они определили его плотность, вязкость, коксуемость, зольность и содержание азота.

Далее они провели каталитический крекинг вакуумного газойля и его смеси с полученным продуктом на специальной лабораторной установке при температуре 527°С. Свойства продуктов реакций определили с помощью метода газовой хроматографии.

В результате удалось выяснить, что наиболее качественными стали составы, полученные при соотношении гудрона и н-­пентана 14:1 и 16:1 при температуре 50°С и давлении 1,3 атм. Добавление продуктов «очищения» гудрона к вакуумному газойлю до 10% не снижает эффективность процесса и получения продуктов.

Технология будет перспективна для получения высокооктановых сортов бензина и непредельных газов.