Заключение

По результатам проведенных исследований и выполнения поставленных задач можно сформулировать следующие выводы:

1. Впервые определена геометрическая конфигурация нефтяного асфальтена с помощью квантово-химического метода Хартри-Фока (ОХФ) в базисе 3-21G(d) с оптимизацией геометрии в полуэмпирическом приближении PM3 и рассчитан профиль поверхности реакции гидрирования нефтяного асфальтена.

2. С помощью ЭГЭ воздействия исследована деметаллизация ВВН месторождения Каражанбас и установлено, что степень деметаллизации для фракции выще 300 ⁰С ВВН месторождения Каражанбас достигается для никеля – 73%, а для ванадия - 65% соответственно. Степень обогащения твердого остатка составляет для Ni - 4,3% а для V – 3,8%. Накопление металлов в твердом остатке может происходить за счет комплексообразования с химический активными группами (ОН, СООН, SO₃, NH₂, и др.), которые составляют основу нефтяных асфальтенов. Показано, что накопление металлов никеля и ванадия в твердой фазе, может происходить не только за счет комплексообразования этих элементов с химическими активными группами, но и за счет атаки активными радикалами типа (Н˙ и ˙ОН) непорфирированных комплексов, содержащих тяжелые металлы (ванадий и никель), в результате чего эти металлы переходят в твердый остаток.

3. Впервые исследовано влияние различных факторов (продолжительность обработки нефти с помощью ЭГЭ, межэлектродное расстояние ячейки обработки, емкость конденсаторной батареи, разрядное напряжение и диэлектрическая проницаемость нефти и нефтепродуктов) на повышение выхода фракции до 300 ⁰С и определены оптимальные условия переработки тяжелой нефти с помощью ЭГЭ.

4. Установлено, что для уменьшения кинематической вязкости и увеличения выхода, легких и средних фракций до 300⁰С наилучшими являются следующие электрофизические характеристики ЭГЭ установки: межэлектродное расстояние 4 - 8 мм, разрядное напряжение обработки 10 кВ и при этом емкость конденсаторной батареи 0,1 мкФ, количество добавленного донора водорода 0.2 - 0.3 мл на кг исходного сырья.

5. Исследованы каталитические свойства отходов черной металлургии, сульфида железа с добавками элементарной серы и оксида железа при гидрогенизации модельных соединении антрацена и бензотиофена и установлено, что выбранные каталитические системы обладают крекирующей и гидрирующей активностью.

6. Показано, что донор водорода (тетралин) частично влияет на цепной механизм реакции гидрирования антрацена и бензотиофена и возможно образование свободных радикалов за счет дегидрирования тетралина, который имеет большой запас энергии. Выявлен характер выбранных каталитических добавок на основе железа деструктивной гидрогенизации антрацена и бензотиофена в присутствии донора водорода (тетралин).

7. Определены кинетические параметры термолиза ВВН с помощью ЭГЭ воздействия, и установлен маршрут реакции каталитической гидрогенизации ВВН. Результаты расчета показали, что лимитирующей стадией процесса термолиза ВВН является стадия образования гидрогенизата.

8. На основе аддитивного метода рассчитаны термодинамические функций органической массы ВВН месторождения Каражанбас и гидрогенизатов в зависимости от температуры и продолжительности времени воздействия ЭГЭ.

9. В результате проведенного исследования влияния электрогидроимпульсного воздействия на диэлектрическую проницаемость нефти и нефтепродуктов предложена схема – механизм образования высокореакционных радикалов Н˙, ˙ОН и ионов водорода, которые образуются в две стадии и вызывают цепную реакцию деалкилирования, декарбоксилирования и гидрирования полиароматических углеводородов, входящих в состав тяжелой части органической массы тяжелой нефти.

Оценка полноты решения задач. Поставленные задачи, рассматриваемые в диссертационной работе по исследованию влияний обработки ВВН с помощью ЭГЭ эффекта выполнены полностью.

Рекомендации по конкретному использованию результатов исследования. Упрощенный одностадийный метод переработки ВВН с помощью ЭГЭ эффекта без использования активных каталитических добавок, позволяет улучшить физико-химические свойства, обеспечивает высокий выход легких и средних фракции при температуре до 300 ⁰С и представляет интерес для нефтехимии и НПЗ.

Оценка технико-экономического уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области. В результате проведенного исследования влияния ЭГЭ воздействия впервые предложена новая схема – механизм образования высокореакционных радикалов Н˙, ˙ОН и ионов водорода. Предлагаемый механизм является новым вкладом в области физической химии и разработанный электрогидроимпульсный метод является новой технологией легко встраеваемой в классический процесс нефтепереработки.