Comparative characteristics of insoluble products obtained by autoclave thermolysis of resins and asphsltenes from the Usinskaya oil

The relevance of the research is caused by the fact that thermal destruction is one of the most common processes used to refine oil residues, heavy oils and natural bitumen. The use of such technologies promotes the formation of distillate fractions due to destruction of high-molecular components of feedstock and is always accompanied by the formation of oil-insoluble carbonization products, usually called coke. Some processes of oil refining are purposefully used to produce coke. Resin-asphaltene substances are considered as the main coke genes. Various options of resin and asphaltene thermal destruction are widely used to study their molecular structures. The study of the composition and properties of insoluble products obtained by thermal treatment of resin-asphaltene substances will provide information on the ways of their formation. The nature of insoluble products of resin and asphaltene thermal destruction at relatively low temperatures (160...250 °C) has not been studied yet. The main aim of the research is the comparative study of composition and properties of insoluble products obtained at different temperatures of autoclave thermolysis of resins and asphaltenes from the Usinskaya oil in an inert atmosphere. Objects: resins and asphaltenes of heavy, high-sulfur and highly resinous oil from the Usinskoye oil field, chloroform-insoluble products of their autoclave thermolysis in an argon atmosphere at 250, 450 and 650 °C. Methods: autoclave thermolysis in argon atmosphere, extraction, elemental analysis, IR and Raman spectroscopy, «Rock-Eval» pyrolytic analysis, flash pyrolysis (600 °C, 20 s) with «on-line» analysis of volatile products by gas chromatography with a mass+spectrometric detector. Results. The paper introduces the results on the study of insoluble products obtained at autoclave thermolysis of resins and asphaltenes from the Usinskaya oil in argon atmosphere at 160...650 °С. Chloroform-insoluble thermolysis products obtained with high yield from the resins of heavy high-sulfur oil at 250 °C significantly differ from the insoluble products obtained from resins and asphaltenes at 450 and 650 °C. By elemental composition, IR- and Raman spectra, the results of Rock Eval pyrolytic analysis and «on-line» flash pyrolys is (600 °C, 20 s) they correspond to «asphaltenelike» substances. Their formation is probably due to the breakage at 250 °C of the most labile S-S or C-S bonds in the resin molecules with generation and subsequent recombination of macroradicals. The thermal destruction of these sub-stances at higher temperatures (450 and 650 °C) is accompanied by formation of more carbonized coke-like products

Catalytic properties of tungsten carbide powders in cracking heavy petroleum feedstock

The relevance of the research is related to the need to develop effective methods of processing heavy hydrocarbon feedstocks. Conventional light crude oil is only about 25 % of proven global oil reserves, and the rest are heavy and extra-heavy oil, bitumen. Furthermore, there is the problem of processing heavy residual oil fractions. In Russia only the Omsk oil refinery provides the depth of oil processing more than 90 %. The high content of heteroatomic compounds in heavy oil feedstock and its propensity for high coke formation lead to deactivation of catalysts used, which means that a catalyst that is stable to coking and poisoning is necessary for efficient processing of heavy oil feedstock and residual fractions. The main aim of the work is to study the catalytic activity of micron sized tungsten carbide powder in cracking goudron of Novokuibyshevsk oil refinery. The methods used in the study: scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, differential scanning calorimetry - thermogravimetry, gas chromatography, elemental analysis, X-ray fluorescence analysis The results. The authors have studied the effect of time and temperature on thermal cracking of goudron of Novokuibyshevsk oil refinery and determined the optimal conditions for its experimental processing. The influence of tungsten carbide amount on composition of cracking products was studied. It was found that the micron-sized tungsten carbide powder possesses a catalytic activity in a heavy hydrocarbon cracking reaction and makes it possible to increase the yield of light fractions up to 70 % by weight. Reused tungsten carbide powder retains catalytic activity during three cycles of usage. The individual composition of the gasoline fractions of cracking products in the presence of tungsten carbide powders was studied

Comparative characteristics of insoluble products obtained by autoclave thermolysis of resins and asphsltenes from the Usinskaya oil

Актуальность исследования обусловлена тем, что термическая деструкция является одним из самых распространенных процессов переработки нефтяных остатков, тяжелых нефтей и природных битумов. Использование таких технологий приводит не только к новообразованию дистиллятных фракций за счет деструкции высокомолекулярных компонентов сырья, но всегда сопровождается образованием нерастворимых в нефтяной среде продуктов карбонизации, обычно называемых коксом. Некоторые процессы переработки нефти целенаправленно используются для получения кокса. Считается, что основными коксогенами являются смолисто-асфальтеновые вещества. Различные варианты термической деструкции смол и асфальтенов широко используются для изучения их молекулярного строения. Изучение состава и свойств нерастворимых продуктов, образовавшихся при термическом воздействии на смолисто-асфальтеновые вещества, позволит получить информацию о путях их образования. Природа нерастворимых продуктов термодеструкции смол и асфальтенов при относительно низких температурах (160...250 °С) практически не изучена. Цель исследования: сравнительная характеристика состава и свойств нерастворимых продуктов, полученных при разных температурах автоклавного термолиза смол и асфальтенов усинской нефти в инертной атмосфере. Объекты: смолы и асфальтены тяжелой, высокосернистой, высокосмолистой нефти Усинского месторождения, нерастворимые в хлороформе продукты их автоклавного термолиза в атмосфере аргона при температурах 250, 450 и 650 °С. Методы: автоклавный термолиз в атмосфере аргона, экстракция, анализ элементного состава, ИК- и КР-спектроскопия, пиролитический анализ в варианте «Rock-Eval», флэш-пиролиз (600 °С, 20 с) с анализом летучих продуктов в режиме «on-line» методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектором. Результаты. Представлены результаты изучения нерастворимых продуктов, полученных при автоклавном термолизе смол и асфальтенов нефти Усинского месторождения в атмосфере аргона и температурах 160...650 °С. Нерастворимые в хлороформе продукты термолиза, полученные с высоким выходом из смол тяжелой высокосернистой усинской нефти при 250 °С, существенно отличаются от нерастворимых продуктов, полученных из смол и асфальтенов при 450 и 650 °С. По элементному составу, ИК- спектрам и спектрам комбинационного рассеяния, результатам пиролитического анализа в режиме Rock Eval и «on line» флэш-пиролиза (600 °С, 20 c) они соответствуют «асфальтеноподобным» веществам. Их образование, по-видимому, обусловлено разрывом при 250 °С наиболее лабильных S-S или C-S связей в молекулах смол с генерацией и последующей рекомбинацией макрорадикалов. Термодеструкция этих веществ при более высоких температурах (450 и 650 °С) сопровождается образованием более карбонизированных коксообразных продуктов.The relevance of the research is caused by the fact that thermal destruction is one of the most common processes used to refine oil residues, heavy oils and natural bitumen. The use of such technologies promotes the formation of distillate fractions due to destruction of high-molecular components of feedstock and is always accompanied by the formation of oil-insoluble carbonization products, usually called coke. Some processes of oil refining are purposefully used to produce coke. Resin-asphaltene substances are considered as the main coke genes. Various options of resin and asphaltene thermal destruction are widely used to study their molecular structures. The study of the composition and properties of insoluble products obtained by thermal treatment of resin-asphaltene substances will provide information on the ways of their formation. The nature of insoluble products of resin and asphaltene thermal destruction at relatively low temperatures (160...250 °C) has not been studied yet. The main aim of the research is the comparative study of composition and properties of insoluble products obtained at different temperatures of autoclave thermolysis of resins and asphaltenes from the Usinskaya oil in an inert atmosphere. Objects: resins and asphaltenes of heavy, high-sulfur and highly resinous oil from the Usinskoye oil field, chloroform-insoluble products of their autoclave thermolysis in an argon atmosphere at 250, 450 and 650 °C. Methods: autoclave thermolysis in argon atmosphere, extraction, elemental analysis, IR and Raman spectroscopy, «Rock-Eval» pyrolytic analysis, flash pyrolysis (600 °C, 20 s) with «on-line» analysis of volatile products by gas chromatography with a mass+spectrometric detector. Results. The paper introduces the results on the study of insoluble products obtained at autoclave thermolysis of resins and asphaltenes from the Usinskaya oil in argon atmosphere at 160...650 °С. Chloroform-insoluble thermolysis products obtained with high yield from the resins of heavy high-sulfur oil at 250 °C significantly differ from the insoluble products obtained from resins and asphaltenes at 450 and 650 °C. By elemental composition, IR- and Raman spectra, the results of Rock Eval pyrolytic analysis and «on-line» flash pyrolys is (600 °C, 20 s) they correspond to «asphaltenelike» substances. Their formation is probably due to the breakage at 250 °C of the most labile S-S or C-S bonds in the resin molecules with generation and subsequent recombination of macroradicals. The thermal destruction of these sub-stances at higher temperatures (450 and 650 °C) is accompanied by formation of more carbonized coke-like products

Catalytic properties of tungsten carbide powders in cracking heavy petroleum feedstock

Актуальность исследования связана с необходимостью разработки эффективных методов переработки тяжелого углеводородного сырья. Доля запасов традиционной легкой нефти составляет лишь около 25 % от разведанных общемировых запасов нефти, остальное - тяжелые и сверхтяжелые нефти, битумы. Кроме того, существует проблема переработки тяжелых остаточных нефтяных фракций. Из крупных НПЗ России только Омский обеспечивает глубину переработки нефти более 90 %. Высокое содержание гетероатомных соединений в тяжелом нефтяном сырье и его склонность к высокому коксообразованию приводят к дезактивации используемых катализаторов, а значит для эффективной переработки тяжелого нефтяного сырья и остаточных фракций необходим катализатор, устойчивый к закоксовыванию и отравлению. Цель работы заключается в исследовании каталитической активности порошка карбида вольфрама микронного размера в процессе крекинга гудрона Новокуйбышевского НПЗ. Методы исследования: сканирующая электронная микроскопия, совмещённая с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией, рентгенофазовый анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия - термогравиметрия, газовая хроматография, элементный анализ. Результаты. Исследовано влияние времени и температуры на термический крекинг гудрона Новокуйбышевского НПЗ, и определены оптимальные условия для его проведения. Исследовано влияние количества карбида вольфрама на состав продуктов крекинга. Установлено, что порошок карбида вольфрама микронного размера обладает каталитической активностью в реакции крекинга тяжелого углеводородного сырья и позволяет увеличить выход светлых фракций до 70 %. Порошок карбида вольфрама сохраняет стабильную каталитическую активность как минимум в трех реакционных циклах. Изучен индивидуальный углеводородный состав бензиновых фракций продуктов крекинга гудрона в присутствии порошков карбида вольфрама.The relevance of the research is related to the need to develop effective methods of processing heavy hydrocarbon feedstocks. Conventional light crude oil is only about 25 % of proven global oil reserves, and the rest are heavy and extra-heavy oil, bitumen. Furthermore, there is the problem of processing heavy residual oil fractions. In Russia only the Omsk oil refinery provides the depth of oil processing more than 90 %. The high content of heteroatomic compounds in heavy oil feedstock and its propensity for high coke formation lead to deactivation of catalysts used, which means that a catalyst that is stable to coking and poisoning is necessary for efficient processing of heavy oil feedstock and residual fractions. The main aim of the work is to study the catalytic activity of micron sized tungsten carbide powder in cracking goudron of Novokuibyshevsk oil refinery. The methods used in the study: scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, differential scanning calorimetry - thermogravimetry, gas chromatography, elemental analysis, X-ray fluorescence analysis The results. The authors have studied the effect of time and temperature on thermal cracking of goudron of Novokuibyshevsk oil refinery and determined the optimal conditions for its experimental processing. The influence of tungsten carbide amount on composition of cracking products was studied. It was found that the micron-sized tungsten carbide powder possesses a catalytic activity in a heavy hydrocarbon cracking reaction and makes it possible to increase the yield of light fractions up to 70 % by weight. Reused tungsten carbide powder retains catalytic activity during three cycles of usage. The individual composition of the gasoline fractions of cracking products in the presence of tungsten carbide powders was studied

Catalytic properties of tungsten carbide powders in cracking heavy petroleum feedstock

Актуальность исследования связана с необходимостью разработки эффективных методов переработки тяжелого углеводородного сырья. Доля запасов традиционной легкой нефти составляет лишь около 25 % от разведанных общемировых запасов нефти, остальное - тяжелые и сверхтяжелые нефти, битумы. Кроме того, существует проблема переработки тяжелых остаточных нефтяных фракций. Из крупных НПЗ России только Омский обеспечивает глубину переработки нефти более 90 %. Высокое содержание гетероатомных соединений в тяжелом нефтяном сырье и его склонность к высокому коксообразованию приводят к дезактивации используемых катализаторов, а значит для эффективной переработки тяжелого нефтяного сырья и остаточных фракций необходим катализатор, устойчивый к закоксовыванию и отравлению. Цель работы заключается в исследовании каталитической активности порошка карбида вольфрама микронного размера в процессе крекинга гудрона Новокуйбышевского НПЗ. Методы исследования: сканирующая электронная микроскопия, совмещённая с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией, рентгенофазовый анализ, дифференциальная сканирующая калориметрия - термогравиметрия, газовая хроматография, элементный анализ. Результаты. Исследовано влияние времени и температуры на термический крекинг гудрона Новокуйбышевского НПЗ, и определены оптимальные условия для его проведения. Исследовано влияние количества карбида вольфрама на состав продуктов крекинга. Установлено, что порошок карбида вольфрама микронного размера обладает каталитической активностью в реакции крекинга тяжелого углеводородного сырья и позволяет увеличить выход светлых фракций до 70 %. Порошок карбида вольфрама сохраняет стабильную каталитическую активность как минимум в трех реакционных циклах. Изучен индивидуальный углеводородный состав бензиновых фракций продуктов крекинга гудрона в присутствии порошков карбида вольфрама.The relevance of the research is related to the need to develop effective methods of processing heavy hydrocarbon feedstocks. Conventional light crude oil is only about 25 % of proven global oil reserves, and the rest are heavy and extra-heavy oil, bitumen. Furthermore, there is the problem of processing heavy residual oil fractions. In Russia only the Omsk oil refinery provides the depth of oil processing more than 90 %. The high content of heteroatomic compounds in heavy oil feedstock and its propensity for high coke formation lead to deactivation of catalysts used, which means that a catalyst that is stable to coking and poisoning is necessary for efficient processing of heavy oil feedstock and residual fractions. The main aim of the work is to study the catalytic activity of micron sized tungsten carbide powder in cracking goudron of Novokuibyshevsk oil refinery. The methods used in the study: scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, differential scanning calorimetry - thermogravimetry, gas chromatography, elemental analysis, X-ray fluorescence analysis The results. The authors have studied the effect of time and temperature on thermal cracking of goudron of Novokuibyshevsk oil refinery and determined the optimal conditions for its experimental processing. The influence of tungsten carbide amount on composition of cracking products was studied. It was found that the micron-sized tungsten carbide powder possesses a catalytic activity in a heavy hydrocarbon cracking reaction and makes it possible to increase the yield of light fractions up to 70 % by weight. Reused tungsten carbide powder retains catalytic activity during three cycles of usage. The individual composition of the gasoline fractions of cracking products in the presence of tungsten carbide powders was studied