Химия и химические технологии/6. Органическая химия

Москалёва Н.А., к.х.н. Халикова З.С., к.х.н. Абсат З.Б, к.т.н. Кочегина Е.В.

Карагандинский государственный университет имени академика Е.А.Букетова, Казастан

Перспектива использования нефтебитуминозных пород

Характерной особенностью органической части нефтебитуминозных пород (НБП) являются: обогащенность кислородом, обедненность азотом, преобладание спиртобензольных смол над бензольными, наличие преимущественно метаново-нафтеновых углеродов в масляной фракции. Битуминозные породы образованы из большого количества соединений. Из них можно выделить 3 большие группы - это асфальтены, смолы и масла [1]. Строгой закономерности в количественном и качественном распределении органической составляющей кира по глубине скважин и в целом по месторождению не наблюдается, нет и закономерности по содержанию битума в кирах.

Важнейшими свойствами битумов, характеризующими их качество являются: вязкость, пластичность, температура размягчения, температура хрупкости, температура вспышки, высокая адгезия.

Нефтяные битумы широко используются во многих отраслях промышленности: дорожно-строительной, строительной, нефтехимической, топливно-энергетической, лакокрасочной и электротехнической. Поэтому их производство является важной экономической задачей и нуждается в постоянном совершенствовании.

Запасы битуминозных пород в Казахстане найдены на территории Западного Казахстана, а также на территории Атырауской, Актюбинской и Актауской областей. Наша Республика имеет большие запасы нефтебитуминозных пород, которые составляют 15-20 млрд. тонн. Наибольшими запасами обладают такие месторождения – Мунайлы, Иманкара, Тасспаское, Тюбкараганский вал [2].

Разработка месторождений природных битумов осуществляется четырьмя способами: карьерным, шахтным очистным, шахтным дренажным, скважинным внутрипластовым [3]. Битуминозные породы и битумы перевозят железнодорожным транспортом в открытых и полуоткрытых вагонах, в цистернах и специальных бункерных полувагонах, а также автомобильным транспортом. Срок хранения битумов устанавливается в зависимости от марки битума. Для извлечения битума из НБП применяют различные методы: экстракционные, термические, флотационные с различными добавками и гидрогенизационные процессы [4].

Гидрогенизационные процессы в настоящее время являются наиболее перспективными и быстро развивающимися. Данный процесс используют для получения стабильных высокооктановых бензинов, улучшения качества дизельных и котельных топлив, а также смазочных масел. Быстрое развитие гидрогенизационных процессов в последние годы объясняется повышением требований к качеству товарных нефтепродуктов, значительным снижением стоимости производства водорода и созданием высокоэффективных катализаторов. Основными гидрогенизационными процессами являются: гидроочистка нефтяных фракций от серо-, азот- и кислородорганических соединений; гидрирование алкенов и аренов; гидрокрекинг. Катализаторы гидрогенизационных процессов выполняют несколько функций. Обычно различают гидрирующую, расщепляющую (крекирующую) и изомеризующую функцию. В качестве катализаторов обычно выступают металлы (Pt, Pd, Ni), окислы или сульфиды металлов. Носителями в данном процессе выступают окись алюминия или магния, кизельгур, алюмосиликат, магнийсиликат, активированная глина. Также следует отметить, что получаемая при гидрогенизации синтетическая нефть имеет другой состав и физико-химические свойства, чем нефть, добываемая из недр земли.

В последние годы значительно уменьшились запасы нефти и угля. Поэтому нужно рассматривать варианты получения нефти другими способами, такими, как получение, например из НБП синтетической нефти. Этот процесс надо рассматривать как процесс конкурентоспособный по сравнению с извлечением нефти из недр. В связи с этим практическое значение приобретает получение продуктов топливного и химического назначения из нефтебитуминозных пород процессом прямой гидрогенизации.

Таким образом, исследование нефтебитуминозных пород может стать одним из перспективных направлений в энергетике и нефтехимической промышленности ближайшего будущего.

Литература:

1. Надиров Н.К., Котова А.В., Камьянов В.Ф. и др. Металлы в нефтях. - Алма-Ата: Наука, 1984.- 448с.

2. Надиров Н.К. Высоковязкие нефти и природные битумы: В 5 т. Т.1. История. Бассейны. Свойства. - Алматы: Тылым, 2001.- 360 с. 

3. Мингареев Р.Ш., Тучков И.И. Эксплуатация месторождений битумов и горючих сланцев. – М.: Недра, 1980.- 572 с.

4. Надиров Н.К. Высоковязкие нефти и природные битумы: В 5 т. Т. 2. Добыча. Подготовка. Транспортировка. - Алматы: Тылым, 2001.- 344 с.