Исследование термоокислительной стабильности углеводородов Сеноманского газового конденсата

Специальность 02.00.13 - Нефтехимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата химических наук

Самара – 2010

Защита состоится 29 июня 2010г. в 14 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.217.05 при ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» по адресу: 443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, Главный корпус, ауд. 200.

Отзывы по данной работе в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская 244, Главный корпус на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 212.217.05; тел./факс: (846) 333-52-55, e-mail: kinterm@samgtu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

диссертационного совета В.С. Саркисова

Д 212.217.05
Общая характеристика работы
Актуальность темы

В 2001 году началась промышленная эксплуатация Заполярного газонефтеконденсатного месторождения (ЗГНКМ), которое по запасам газа считается одним из крупнейших в Российской федерации. Одним из объектов разработки является Сеноманский газовый конденсат (СГК), представляющий собой фракцию, выкипающую в интервале 220-320°С. Предыдущими исследованиями показана возможность использования фракций СГК в качестве углеводородной основы для смазочно-охлаждающих средств при металлообработке.

Оптимальный состав топлив, масел, рабочих жидкостей, смазочно-охлаждающих технических средств должен обеспечивать постоянство свойств продуктов в процессе технологических операций, как правило, в условиях повышенных температур и контакте с воздухом и металлом, без образования нагара на рабочих поверхностях и заметного изменения вязкости продукта, что обеспечивает эффективную работу систем и лёгкость эксплуатации оборудования.

Известно, что требуемый уровень технических и эксплуатационных характеристик нефтепродуктов во многом определяется их термоокислительной стабильностью, которая напрямую зависит как от количественного содержания и соотношения сочетаемых компонентов углеводородной основы, так и от их строения.

В связи с этим представляет интерес исследование влияния углеводородного состава СГК на его эксплуатационные характеристики, в частности, влияние отдельных классов углеводородов и их смесей на его термоокислительную стабильность с возможностью подбора в дальнейшем оптимального состава компаундов для обеспечения заданных свойств готового продукта.
Работа выполнялась при поддержке гранта по программе «У.М.Н.И.К.», проект № 4739р/6950, 2007г.; при поддержке гранта областного конкурса 2007 года научных работ студентов, аспирантов и молодых ученых (проект №125Т3.5К).
Цель работы – исследование влияния углеводородного состава на термоокислительную стабильность и основные эксплуатационные характеристики нефтепродуктов, получаемых на основе Сеноманского газового конденсата.

Задачи работы:

1. Изучение кинетики окисления модельных углеводородов, близких по температуре кипения фракциям СГК, а также их смесей с фракциями в широком диапазоне составов;

2. Изучение термоокислительных свойств и эксплуатационных характеристик фракций СГК в условиях авто-, каталитического и ингибированного окисления при повышенных температурах;

3. Создание алгоритма исследования термоокислительной стабильности углеводородной смеси на примере фракции СГК, подбор оптимального состава основы масла и количества антиокислительной присадки.
Научная новизна

Впервые изучены процессы авто- , каталитического и ингибированного окисления углеводородов СГК Заполярного месторождения в температурном интервале 110-160°С. Научно аргументирована необходимость смешения сырьевых компонентов; определены составы, позволяющие получить нефтепродукт с требуемыми техническими характеристиками: термоокислительной стабильностью, вязкостью, плотностью.

Для углеводородов СГК фракции 220-255°С впервые определены кинетические характеристики окисления в температурном интервале 120-160°С: характеристическую константу автоокисления b, наблюдаемые энергии активации.

Для моделирования условий эксплуатации и хранения впервые изучена стабильность СГК в присутствии растворенных металлов (Fe, Cu, co), определен порядок по катализатору и энергия активации окисления в присутствии стеарата меди.

Предложен алгоритм исследования компаундирования нефтепродуктов; установлено, что смеси с 30-60% содержанием парафина в составе СГК и ингибитора окисления ионола в количествах 0.1-0.5% масс обеспечивают высокую стабильность и приемлемую вязкость компаунда.
Практическая значимость. Предложенный алгоритм исследования термоокислительной стабильности СГК позволяет подобрать оптимальный состав компаунда и рекомендовать оптимальные количества ингибитора для уменьшения окислительных процессов во время хранения и эксплуатации с целью регулирования технологических свойств продукта.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на 60-ой Межвузовской студенческой научной конференции (Москва,: РГУ им. И.М. Губкина, 2006); Международной научной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий» (Томск: Томский политехнический университет, 2006); ХІ, XII, XIII международной конференции «Окружающая среда для нас и будущих поколений» (Самара, 2007, 2008); Всероссийской конференции аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Рациональное природопользование» (Ярославль, Ярославский государственный университет, 2006); ХІ, XII международной научно-технической конференции «Наукоемкие химические технологии» (Самара, 2006, Волгоград, 2008); Всероссийской научной конференции «Переработка углеводородного сырья. Комплексные решения. (Левинтерские чтения)» (Самара, 2006); Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды «Экоаналитика-2006» (Самара, 2006); Всероссийской конференции молодых учёных и IІІ школы им. академика Н.М. Эмануэля «Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты» (Москва, РУДН, 2008).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 статьи (в реферируемых журналах из перечня ВАК), 10 тезисов конференций различного уровня, получен 1 патент РФ.
Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка литературы. Работа изложена на 125 стр., включает 40 таблиц, 68 рисунков, 116 наименований литературных источников.