XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

В настоящее время в энергетическом балансе возрастает доля тяжелых нефтей, появляется необходимость введения добычи тяжелых, высоковязких нефтей и природных битумов, которые имеют повышенное содержание сернистых, азотистых и металлосодержащих соединений, из-за ограниченности запасов нефтей традиционных месторождений и высоких темпов их потребления.

В нефтях разных месторождений присутствует большое количество различных элементов в микроколическтвах, как металлов, так и неметаллов: Fe, Mn, Cr, Co, Ni, V, Mo, Cu, Zn, Pb, Hg, Sn, Si,P, Cl,Br,I , As и др.

Большее распространение в нефти имеют металлы ванадий и никель, обычно в сернистых и малосернистых нефтях соответственно. Хорошо изучены порфириновые комплексы этих элементов. В них входит от 4 до 20% всего ванадия и никеля, которые присутствуют в нефти, а остальное их количество связано в более сложных соединениях, строение которых до конца не изучено.[1, с.75 ]

Из-за способности соединений ванадия вызывать коррозию оборудования, ухудшать параметры вторичных процессов, качество и эксплуатационные свойства готовой продукции и загрязнять окружающую среду их содержание в нефтях является нежелательным.[3, с.54 ] Поэтому одной из важнейших проблем нефтехимии является извлечение этих соединений.

Основными методами измерения содержания следов металлов в нефтепромышленности являются:

- полярография,

- нейтронная активация,

- высокоэффективная жидкостная хроматографияHPLC,

- атомно-абсорбционная спектрофотометрия AAS,

- индуктивно-связанной плазмой ICP,

- электротермическим испарением.

К часто используемым физико-химическим методам определения ионов ванадия относятся:

- Спектрофотометрический,

- Хроматографический.

Суть спектрофотометрического метода состоит в измерении и сравнении интенсивности резонансного поглощения аналитической линии ванадия в атомных спектрах анализируемых топлив и контрольных растворов. Поглощение измеряют на атомно-абсорбционном спектрофотометре по уменьшению интенсивности аналитической линии, испускаемой лампой полого катода (для ванадия). Излучение лампы пропускают через пламя, в которое вводят попеременно контрольные и анализируемые растворы. При этом происходит атомизация и поглощение атомами элемента резонансного излучения лампы. Чувствительность метода для определения ванадия в топливе - 1·10^-5%.

Суть хроматографического метода состоит в обработке испытуемой пробы концентрированной серной и азотной кислотами или элементарной серой, или же сожжении пробы. Этот способ включает сорбцию ванадия на сульфокатионите, отделение катионита от нефти, промывку органическим растворителем, десорбцию ванадия раствором кислоты и последующее его определение в десорбате количественным методом. Стоит отметить, что при таком методе ванадий извлекается неполностью (80 %), что значительно снижает точность его аналитического определения. Для увеличения точности можно применить способ, который включает сорбцию ванадия на комплексообразующем фосфоразотсодержащем амфолите, содержащем в ароматическом ядре две фосфоновые группы, одна из которых связана с атомом азота через подвижную метиленовую группу, десорбцию его из ионита раствором кислоты и последующее количественное определение ванадия в десорбате.

Устранение и переработка соединений ванадия из нефтей важны как для улучшения качества нефтепродуктов, так и для защиты окружающей среды от негативного воздействия токсичных оксидов.

Первый способ извлечения ванадия из сточных вод и продуктов нефтепереработки путем экстракции пробы раствора органическим реагентом, который отличается органического реагентом в виде расплава смеси ПАН (1-(2-пиридилазо)-2-нафтола) с пальматиновой кислотой. [2, с. 115]

Недостатками данного метода являются:

- высокая температура;

- процесс подготовки раствора к извлечению ванадия идет в несколько стадий;

- высокие энерго- и трудозатраты, обусловливающие низкую экономическую эффективность процесса.

Второй способ извлечения ванадия из нефти и нефтепродуктов включает в себя применение сульфонафтохинона с расходом 1г/50г нефтей при температуре 80 °С путем перемешивание течение 1 ч.

Недостатками данного метода являются

- высокая температура взаимодействия сульфонафтохинона с нефтью;

- одноразовое применение сульфонафтохинона;

- высокая стоимость.

Задачей является повышение эффективности извлечения и снижение себестоимости получения концентрата ванадия из нефти и нефтепродуктов за счет дешевого сырья, малостадийности и отечественных окислительно-восстановительных высокомолекулярных соединений.[1, с. 59]

Путем решения данной задачи является перевод соединения ванадия в ионную форму и извлечение металла из нефтей и нефтепродуктов путем использования редокс-(со)полимеров в качестве ионообменных смол, с селективным отбором ванадийсодержащих ионов.

Список литературы:

1.Суханов А.А., Петрова Ю.Э. Возможность утилизации ценных попутных компонентов тяжёлых нефтей при повышении общей эффективности их освоения. Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт Санкт-Петербург 2009г.

2. Рудко В.А., Кондрашева Н.К., Луконин Р.Е. Влияние параметров кислого выщелачивания на извлечение ванадия из нефтяного кокса Санкт-Петербург горный университет 2017 г.

3. Ахмеджанов Т.К. и др. Инновационный способ извлечения ванадия из нефти и нефтепродуктов // Научно-техническое обеспечение горного производства. Труды том80. – Алматы, 2011. – С. 185–189.

Код для цитирования: Скопировать