3.5 Гидрогенизация смеси антрацена и бензотиофена в присутствии донора водорода (тетралин)

В процессе обработки высоковязкой нефти с помощью ЭГЭ донором водорода может служить низкомолекулярные органические соединения, входящие состав органической части тяжелой нефти типа циклогексан, циклопентан и другие, а также гидроароматические соединения, например, тетралин, декалин, которое создают гидрирующую среду.

При добавлении смеси каталитической добавки в количестве 13% к антрацену то реакция гидрогенизации антрацена в присутствии тетралина протекает по следующей схеме:

Рисунок 6 – Гидрогенизация смеси антрацена и тетралина в присутствии смеси отходов цветной металлургии и элементарной серы

Реакция гидрогенизации антрацена, бензотиофена в присутствии тетралина без каталитической добавки протекает по следующей схеме:

Рисунок 7 Гидрогенизация смеси антрацена тетралина и бензотиофена (без катализатора)

Из представленных схем-реакций гидрогенизации антрацена в присутствии тетралина и на рисунках 6 и 7 видно, что с увеличением количества каталитической добавки от 2 до 13% наблюдается увеличение выхода продуктов гидрирования, дальнейшее увеличение катализатора до 7% не приводит к особым изменениям, а при увеличении до 13% наблюдается не значительное увеличение продуктов расщепления. Наиболее реакционноспособное положение в антрацене по отношению к атомарному водороду является положение 9,10. Реакция присоединения водорода является многостадийной. Экспериментальные данные, представленные на рисунке 6, отличаются от полученной нами информации, которая представлена на рисунке 7. Главное отличие заключается в том, что в гидрогенизате (рисунок 7) концентрация продуктов гидрирования превалирует, над продуктами гидрогенолиза, тогда как данные представленные на рисунке 42 и на схеме реакции в гидрогенизате свидетельствует о росте продуктов гидрогенолиза, которая сравнима с продуктами гидрогенизации. По-видимому, ответ на вопросы надо искать в первую очередь в донорной активности тетралина. Однако, полученные экспериментальные результаты гидрогенизации смеси модельных соединений, состоящей из антрацена и бензотиофена в присутствии донора водорода, согласуются с результатами гидрогенизации модельной смеси антрацена и бензотиофена, где процесс восстановления смеси полициклических углеводородов проводили в присутствии катализаторов, но без применения донора водорода. По-видимому, полученные аналогичные результаты подтверждают доминирующее влияние каталитической системы, состоящей из гетерогенной каталитической добавки и донора водорода.

3.6 Кинетика процесса активации органической массы тяжелой нефти месторождения Каражанбас с помощью электрогидроимпульса

Исследования кинетических закономерности деструктивной гидрогенизации высоковязкой нефти имеет существенное значение при разработке научных основ термолиза ВВН с помощью ЭГЭ и ее осуществления.

Учитывая литературные данные по кинетике гидрогенизации тяжелых нефтяных остатков, была предложена следующая схема кинетики каталитической термолиза ВВН, которая представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Кинетическая схема каталитической гидрогенизации

высоковязкой Каражанбасской нефти.

Оптимизация констант скоростей осуществлялась из условия минимума квадратов отклонении между экспериментальными и расчетными значениями массовых долей продуктов гидрогенизации высоковязкой нефти месторождения Каражанбас. На таблице 2 приведены константы скоростей термолиза ВВН.

Таблица 2 - Константы скоростей термолиза ВВН

Константа скорости мин-1	Стадия процесса
k1 = 0.52411	высоковязкая нефть → гидрогенизат
k2 = 0.08132	гидрогенизат → фр. до 3000С
k3 = 0.23585	высоковязкая нефть → фр. до 3000С

На основе приведенных данных величин констант скоростей в таблице 2 основными стадиями термолиза ВВН с помощью ЭГЭ является стадия превращения ВВН в гидрогенизат. Наиболее вероятной стадией лимитирующей скорость процесса термолиза ВВН с помощью ЭГЭ является стадия превращения гидрогенизата во фракцию до 300 ⁰С.