CC BY
24
ИЗВЕСТИЯ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
т. 268 1976
ИССЛЕДОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВАНАДИЯ (В ТОМСКИХ НЕФТЯХ И ИХ ФРАКЦИЯХ РАДИОАКТИВАЦИОННЫМ МЕТОДОМ
С. И. СМОЛЬЯНИНОВ,- Р, П. МЕЩЕРЯКОВ, Г. Г. ГЛУХОВ, В. В. ЧЕРНОВ, В. Г. ОЗЕРЕДЕНКО
(Представлена научно-методическим семинаром органических кафедр)
Ванадий, 'содержащийся в нефти и нефтепродуктах, оказывает отрицательное влияние на ¡процессы нефтепереработки ¡и эксплуатационные свойства топлив.
Присутствие ванадия в нефтях вызывает коррозию оборудования, что значительно 'сокращает срок его службы и удорожает стоимость нефтепродуктов. Содержание ванадия в 1сырье в количестве 10~4% повышает (Степень (коррозии на 30% [ 1 —2].
Общеизвестно, »что тяжелые металлы, содержащиеся в сырье крекинга , такие как ванадий, никель, адедь, железо и др. в процессе каталитического крекинга откладываются на 'поверхности катализатора и отравляют его, уменьшая селективность [1].
Ванадий всегда присутствует,в нефти, его содержание составляет до 40% на золу [3].
'Накопление ванадия в нефтях связано как с 'характером исходного материнского вещества, так и с условиями его накопления и превращения [4—7].
Таким образам, интерес к ванадию основан на возможной роли его в генезисе нефти, на влиянии его на процесс нефтепереработки и нефтехимии и использование нефтепродуктов [8].
Из сказанного ясно, что определение и изучение ванадия в нефтях имеет большое практическое и теоретическое значение.
Существуют самые различные способы определения ванадия в нефтях и нефтепродуктах —ЭПР [9], спектральные [10], рентгеновской
. Характеристика
« 3 н а Температура, °с
Месторождение о О ь * сг) Е о. к ? и 1 о К з н застывания
нефти «и с н 04 -е-§ о X" д £ го и. и % г.: и: УР Й 5й 1—. и ■ л >> ¿1 Чз £ Щ 1 = 5 ЕС и -и га о - ь: ьг »-. и со я а ^ со л а К С сп — а 2 и а с термообработкой без термообработки
Самотлорское А-1 14 1694 0,8525 213 4,48 — 14 —43 — 9
Советское А-1 47 1658 0,8629 228 7,87 — 15 —36 — 6
Оленье Ю-1 121 2544 0,8350 174 5,14 — — —28
Типовая нефть — (смесь нефтей Ни- — — 0,8605 190 8,66 — — —14
жневартовского района)
*
спектроскопии [11], ¡колориметрический [ 12], нейтронно- активацион-ный [13] -и др.
Большая часть этих 'методов основана ¡на предварительной терми-ческой обработке образца, три этом допускается, 'что соединения ванадия нелетучи и термически стабильны.
Исследования, проведенные нами иго определению ванадия ради-активационным ¡методом с использованием 'ядерного реактора, позволили определить присутствие ванадия в легких фракциях томских нефтей. Отсюда следует, что представления о практической нелетучести соединений ванадия могут быть принципиально ошибочны. Таким образом, возникает необходимость проведения детальных ¡исследований в этом направлении.
В настоящей работе приведены данные по содержанию ванадия в нефтях, их фракциях, (нефтяных смолах и асфальтенах ряда новых месторождений Западной Сибири радиактивационным 'методом. Методика и характеристика данного метода описана нами ранее [14].
Исследованию подверглись пробы нефтей Советского, Самотлор-ского и Оленьего месторождений и типовой нефти, а также 3%-ные фракции Самотлорокой и типовой нефтей. Характеристики указанных объектов приведены в табл. 1.
Данные ;по определению содержания ванадия в. нефтях представлены в табл. 2, во фракциях ИТК —в табл. 3. Для Оленьего месторож-
Таблица 2
Содержание ванадия в нефтях Западной Сибири
Месторождение
Содержание ванадия, % вес
Самотлорское 0,00144
Оленье 0,00106
Советское 0,00137
Типовая нефть 0,00133
дения нефти было определено содержание ванадия в смолах и аефаль-тенагх. Анализы показали, -что в нефтяных смолах и асфальтенах содержится соответственно 0,00138 и 0,01715% вес. ванадия.
В результате проведенных исследований подтверждено присутствие ванадия в низшкипящих фракциях.
В ¡какой фор!ме ванадий присутствует в этих фракциях, сказать пока нельзя, в связи с отсутствием работ в данном направлении. Так,
Таблица 1
исходных нефтей
о се О О. ° Содержание, %
Содержани парафина, Температу плавления парафина, Зольность, % о о О) и о 1 •Д 5 « « ф О О « н смол селика- гелевых ! механических примесей 1 1 ! ванадия серы солсй мг КаС1/ 1 литр нефти
5,64 4,39 1,30 3,37 - 54 48 0,017 0,012 0,004 0,026 3,155 1,900 3,200 1,930 1,09 0,79 2,15 1,47 8,85 9,88 6,08 9,66 0,09 0,046 отс. 0,0014 , 0,00028 0,0005 0,0013 0,95 0,75 0,58 1,33 20 25
Содержание ванадия во фракциях ИТК нефтей Западной Сибири, % вес
Таблица 3
Оленья нефть Самотлорская нефть Типовая нефть
пределы кипения фракций °С содержание вападия-10"3 ' % вес пределы кипения фракций °С содержание ванадия 10-;| вес пределы' . кипения фракций °С содержание ванадия 10-:1 % вес
Газ до С4 — Газ до С4 — Газ до С4 —
21— 53 — 28— 56 — 32— 62 —
53— 72 — 56— 76 — 62— 75 0,030
72— 90 0,025 76— 92 0,013 75— 86 0,044
90—101 0,020 92—112 0,017 86—120 0,018
101—116 0,025 112—129 0,017 120—137 0,009
116—131 0,016 129—146 0,027 137—152 0,015
131—145 • 0,025 146—167 — 152—171 0,033
145—161 0,013 • 167—183 0,015 171 — 187 0,015
161—176 0,033 183—199 0,013 187—203 0,007
176—193 0,048 199—217 0,019 203—212 0,011
193—208 0,051 217—240 0,027 212—228 0,005
208—216 0,056 240—251 0,019 228—250 0,011
216—230 0,014 251—274 0,017 250—264 0,014-
230—254 0,018 274—291 0,023 264—280 0,005
254—273 0,043 291—310 0,026 280—304 0,010
273—290 0,017 310—322 0,028 304—314 0,012
290—310 0,032 322—335 0,030 314—324 0,024
310—330 0,019 335—362 0,078 324—340 0,028
330—348 0,036 362—382 0,115 340—362 0,026
348—362 0,043 382—392 0,070 362—382 0,029
362—382 0,017 392—411 0,030 382—402 0,037
382—400 0,081 411—433 0,084 402—414 0,049
400—410 0,042 433—450 0,220 414—433 0,044
410—440 0,172 Остаток 15,600 433—445 0,061
Остаток 7,150 Остаток 8,000
Ростокер У. [15] указывает, что 1к легколетучим соединением могут относиться такие, как УОС13 (¿кип = 127°С), УС14 (¿кип= 152° С), УОВг3 кип =130° С), присутствие которых ¡в нефтях можно предположить.
Результаты распределения ванадия по фракциям 'ИТК нефтей показывают, что ванадий распределяется по ним неравномерно.
При рассмотрении данных анализа фракций ИТК можно заметить, что с увеличением молекулярного веса углеводородов содержание ванадия увеличивается. Для легких фракций всех нефтей характерно в общем ¡равномерное распределение ванадия.
Выводы
1. Проведено определение ванадия в ¡ряде нефтей и их фракциях месторождений Западной Сибири ради актив ацибнным методом.
2. Радиактивационный (метод обладает весьма существенным'И преимуществами перед гостированным 1колорриметрически:м методом: наибольшей чувствительностью из в>сех известных в настоящее время методов (10~9% против 10~4%), быстротой определения (0,5 против 4—-5 аде.), малой навеской образца (до долей грамма) и, самое главное, отсутствием потерь летучих соединений, которые могут быть значительны.
3. Содержание ванадия в нефтях, определенное радиактивациан-ным (методом, дало результат 1в 'несколько раз больший, чем полученный стандартным методом, что позволяет поставить вопрос о необходимости пересмотра последнего.
4. При "определении ванадия во фракциях 'было найдено, что вана-
дий распределяется в них неравномерно.
5. Определение содержания ванадия .в смолах и асфальтенах показало, что 1в них скапл ивается до 45% вес. ванадия.
6. Ванадий сосредотачивается в основном в асфальтенах.
ЛИТЕРАТУРА
1. П. X. Эммет. Катализ в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. М., Гостоптехиздат, 1963.
2. В. А. Грузе, Д. Р. Стивене. Технология переработки нефти. М., «Химия», 1964.
3. В. Н. Холодов. Ванадий. М., «Наука», 1968.
4. С. М. Ма некая, Т. В. Дроздова. Геохимия органического вещества. М., «Наука», 1964.
5. С. М. К а т ч е т к о в. Малые химические элементы в осадочных породах и нефтях. М., «Наука», 1959.
6. X. К. К а с ы м о в. Микрокомпоненты нефтей Западного и Южного Узбекистана. ФАН, Ташкент, 1967.
7. Д. И. Зульфугарлы. Азерб. хим. журнал. № 5, 7—10, 1959.
8. Б. В. Лосиков. «Химия и технолог, топлив и масел». № 4, 25—29, 1958.
9. А. В. Ильясов. Химия и технология топлив и масел». № 9, 10—14, 1962.
10. Л. Г. Маши рев а, К. И. Зимина. «Химия и технология топлив и масел». № % 13—15, 1961.
11. С. D. Dvengs, X. Н. D a n п i n g. Anal. Chem., т. 32, 1137—1141, 1960.
12. Е. Сен дел. Колориметрические методы определения металлов. М., «Мир», 1964.
13. Г. Боуэн, Д. Гиббоне. Радиактивационный анализ. М., Атомиздат, 1968.
14. С. И. Смолбянинов, Р. П. Мещеряков, Г. Н. Юрова, Г. Г. Глухое, Н. М. С м о л ь я н и н о в а. Сб. «Вопросы геол. и качества нефтей, газов и газовых конденсатов месторождений Западной Сибири». Изд-ио Томского у/н-та (в печати).
15. У. Рост ок ер. Металлургия ванадия. М., Ил., 1959.
