На примере прямогонной дизельной фракции с высоким исходным содержанием серы выявлена зависимость глубины окисления сернистых соединений от продолжительности, температуры окисления, количества вводимого окислителя. Получены данные о скоростях окисления гомологов бензо- и дибензотиофенов в зависимости от количества и положения в них алкильных заместителей при протекании конкурирующих реакций окисления различных компонентов дизельной фракции. Рассчитаны эффективные константы скоростей реакций окисления сренистых соединений в процессе окислительного обессеривани. Предложен механизм взаимодействия сренистых соединений дизельной фракции с окислителем.

В работе приведены результаты процесса окислительного обессеривания (комбинация окисления озоно-кислородной смесью с последующей адсорбционной очисткой) прямогонной дизельной фракции с высоким исходным содержанием серы. Показаны изменения группового состава насыщенных и ароматических углеводородов, сернистых соединений насыщенного и ароматического характера при окислении образца и последующей адсорбционной очистке полученных продуктов. Установлены закономерности изменения индивидуального состава сернистых соединений, происходящие при окислении образца и последующей адсорбционной очистке полученных продуктов.

Изучены возможности удаления сернистых соединений из нефтей и дистиллятных фракций с различным содержанием серы путем предварительного озонирования сырья. Исследована зависимость степени обессеривания нефтей, получаемых из них светлых фракций и нефтяных остатков от количества поглощенного озона. Установлена возможность удаления сернистых соединений из дизельной фракции путем комбинирования процессов предварительной обработки озоном и последующей адсорбции образующихся продуктов.

Проведено сравнение эффективности двухстадийного процесса обессеривания - комбинации окисления различными окислителями (озон, пероксиды) с обычным процессом гидроочистки. Изучено влияние количества окислителя и условий проведения процесса степень окисления сернистых соединений. Проанализированы изменения группового состава насыщенных и ароматических углеводородов, сернистых соединений насыщенного и ароматического характера, происходящие при окислении образца и последующей адсорбционной очистке полученных продуктов.

Представлены результаты процесса окислительного обессеривания (комбинация окисления с последующей экстракцией) прямогонной дизельной фракции с высоким исходным содержанием серы. Показаны характерные изменения группового состава получаемых продуктов. Установлены закономерности изменения индивидуального состава сернистых соединений и различных углеводородов, происходящие при окислении образца и последующей экстракционной очистке полученных продуктов.

Представлены результаты по твердофазному синтезу массивных катализаторов на основе MoS2 и микроколичеств полярных жидкостей. Обнаружено, что они обеспечивают ультранизкое содержание серы в гидрогенизате.

Изучен молекулярный состав О-, S- и N-содержащих гетероциклических ароматических соединений масляных фракций хлороформных битумоидов, выделенных из пород кембрийской горючесланцевой формации куонамского сланца, отличающихся содержанием органического углерода. В составе сернистых соединений идентифицированы Сз-Сч-алкилбензотиофены, дибензотиофен, его (С1-С5)-алкил- и нафтенопроизводные, нафто- и метилнафтобензотиофены. В составе кислородных соединений установлены голоядерные дибензо- и нафтобензофуран, их С1-С4- и С1- С2-алкилгомологи соответственно. Присутствующие в изученных фракциях азотистые соединения отнесенны к 7Н-бенз[с]- и 7Н-бенз[b]акридин-12-онам и метилбензоакридин-12-онам.

При изучении курса «Товароведение нефтяных и нефтехимических продуктов студенты вузов должны уяснить широкий круг вопросов, связанных с получением товарных нефтепродуктов высокого качества и их эффективного применения. Учитывая это, авторы второго тома при его составлении применили схему комплексного обзора для каждого рассматриваемого топлива (бензины, реактивные и дизельные топлива). Студентам предлагается краткая историческая справка о данном топливе, его назначении, принципе работы соответствующих двигателей и влиянии состава топлива на эффективность (экономичность и надежность) их работы. Рассматриваются основные требования к качеству топлив и их отражение в конкретных нормативных документах (ГОСТ, ТУ) с учетом требований мировых стандартов, в том числе - по экологическим характеристикам. Кратко рассматривается технология получения компонентов топлив на НПЗ и приготовление на их основе товарных топлив.

Определены групповые углеводородные составы типичных нефтей важнейших месторождений Монголии, а также их бензиновых, дизельных и масляных фракций. Оценены товарно-технические характеристики этих фракций, намечены пути дополнительной переработки прямогонных фракций с целью доведения их качества до требуемых кондиций.

Приведены результаты экспериментального исследования процессов озонирования остатков (мазутов), вырабатываемых при атмосферной перегонке нефти на ряде отечественных нефтеперерабатывающих заводов, с последующим низкотемпературным крекингом продуктов реакции. Показана возможность превращения около поовины массы исходных мазутов в компоненты дистиллятных моторных топлив. Установлены оптимальные величины основных технологических параметров проведения указанных стадий процесса, выходы, составы и товарно-технические характеристики получаемых газов, бензиновых и дизельных фракций.

Получены новые катализаторы гидроочистки на основе электровзрывных нанопорошков молибдена, никеля и нитрида алюминия. Исследованы их физико-химические свойства, показана возможность прямого сульфидирования нанопорошков молибдена сернистыми соединениями прямогонной дизельной фракции нефти. Установлена высокая гидродесульфирующая способность нанопорошковых катализаторов.

Описаны присадки, улучшающие экологические свойства топлив, т. е. снижающие уровень выбросов в атмосферу сажи, оксидов, азота, серы и углерода, а также облегчающие эксплуатацию дизелей при низких температурах. Рассмотрены вопросы синтеза, физико-химические свойства, технология производства и применения, а также механизм действия соединений различных классов, служащих в качестве присадок. Для научных и инженерно-технических работников нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также транспорта, связанных с разработкой, производством и применением присадок к дизельным топливам.

В книге изложены теоретические основы химмотологии, современные представления о физических и эксплуатационных свойствах нефтепродуктов, рациональном применении их в технике. Рассмотрено влияние качества топлив, смазочных материалов и жидкостей на надежность и долговечность машин и механизмов; даны принципы оценки качества и приведены современные и перспективные нефтепродукты. Книга предназначена студентам нефтяных и машиностроительных вузов, специализирующимся в области производства и применения нефтепродуктов; полезна также работникам авиационной, автомобильной и других отраслей промышленности, занятым эксплуатацией всех видов техники.

В книге обобщены требования, предъявляемые за рубежом к нефтяным топливам, маслам и присадкам, и приведены спецификации на моторные топлива и масла наиболее развитых в промышленном отношении зарубежных стран. Даны сведения о технологии и масштабах производства нефтепродуктов, а также о фактическом качестве вырабатываемых за рубежом топлив и масел и рассматриваются перспективы дальнейшего повышения их качества. Книга предназначена для инженерно-технических работников нефтеперерабатывающих заводов, контрольных лабораторий, испытательных и научно-исследовательских организаций, занимающихся вопросами производства и применения нефтепродуктов, а также может быть использована студентами соответствующих специальных высших учебных заведений.

Впервые на примере малосернистых и сернистых нефтей Западной Сибири исследованы закономерности хроматографического выделения и разделения СС с использованием тетрахлорида олова. Показано, что эффективность разделения СС зависит от содержания общей серы в нефти. Достигается высокая степень очистки изученных нефтей от СС - 72-95 % по общей и 68-95 % по сульфидной сере. Большая часть СС выделяется в бензольную хроматографическую фракцию независимо от сернистости нефти, отношения Pr/Ph и геологической приуроченности залежи. Сернистые соединения изученных нефтей представлены тиофенами и сульфидами. В нефтях с массовой долей общей серы 0.22-0.68 % среди сульфидов преобладают алкилзамещенные тиациклоалканы, среди тиофеновых соединений - алкилзамещенные дибензотиофены. В нефтях с массовой долей общей серы 0.94-1.14 % доминируют алкилбензотиациклоалканы и алкилнафтенодибензотиофены.

Научное издание создано на основе личного опыта, связанного с разработкой и внедрением присадок различного функционального назначения для топлив, а также преподаванием курса классического предмета "Коллоидная химия. Поверхностные явления и дисперсные системы" и спецглав этого курса для студентов магистрантов факультета "Химическая технология и экология" РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. В настоящем издании представлены современные представления о присадках, улучшающих качество моторных топлив, и механизме действия присадок различного функционального назначения, с позиций межмолекулярных взаимодействий в топливных дисперсных системах. Монография состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы. В первой главе описаны виды топлив, которые в настоящее время производятся в России и в Странах ЕС, а также современные требования, которые предъявляются к их качеству. Во второй главе представлен ассортимент присадок, используемых для повышения качества современных дизельных и газоконденсатных топлив. Среди них, цетаноповышающие, депрессорные и депрессорно-диспергирующие, противоизносные, антидымные и многофункциональные присадки. В третьей главе рассмотрены закономерности влияния концентрации и химической структуры присадок на их эффективность в дизельных и газоконденсатных топливах. В частности, проанализированы зависимости цетанового числа, предельной температуры фильтруемости, температуры застывания, температуры помутнения, седиментационной устойчивости и смазывающей способности топлив от концентрации в них присадок соответствующего функционального назначения. Кроме того, рассмотрены закономерности получения многофункциональных присадок, позволяющих улучшать качество топлив одновременно по нескольким показателям. В четвертой главе впервые рассмотрен механизм действия присадок различного функционального назначения в дизельных и газоконденсатных топлива, с классический позиций химии дисперсных систем и поверхностных явлейний. Впервые доказано, что механизм стабилизирующего действия присадок является ответственным за их эффективность в топливах. В пятой главе представлен анализ различных присадок, используемых в настоящее время для повышения октановых чисел бензинов. В шестой главе рассмотрены технологические аспекты производства различных присадок к топливам. Представлены принципиальные технологические схемы производства депрессорных, депрессорно-диспергирующих и многофункциональных присадок для дизельных и газоконденсатных топлив, а также принципиальные технологические схемы производства антидетонаторов для бензинов. Седьмая глава посвящена выявлению особенностей применения присадок в топливах.

Исследовано влияние механообработки на состав, свойства тамсагбулагской сырой и отбензиненной нефти, остатка выше 350С. Установлено, что при механообработке отбензиненной нефти с природным кварцем концентрация н-алканов снижается почти вдвое, образуются легкие бензиновые и дизельные фракции.

В данной работе приведены результаты экспериментального поиска целесообразности применения электровзрывных и газофазных нанопорошков металлов в качестве активных компонентов катализаторов гидроочистки дизельных фракций. Эффективность полученных катализаторов изучали на лабораторной установке, имеющей проточный реактор с неподвижным слоем катализатора и работающей при соответствующих технологических параметрах. Обнаружена существенная каталитическая активность системы на основе нановолкнистого сорбента в сочетании с нанопорошками (Ni-W; Ni-Mo), которая обеспечивает понижение содержания остаточной серы с 1,18 до 0,094%. Усиление кислотной функции катализатора за счет введения сильнокислотного цеолита сопровождается понижением остаточной среы до 0,040%.

Обзор посвящен проблеме производства в России высококачественных моторных топлив с помощью процессов безводородной каталитической переработки прямогонных бензиновых фракций на высококремнеземных цеолитах. Дан сравнительный анализ классического риформинга и рассматриваемых нетрадиционных технологий и катализаторов.

Изучен процесс экстракции сернистых соединений из дистилляторных фракций нефтей растворами хлоридов металлов в координирующих органических растворителях. Рассмотрена зависимость групповой селективности экстракционной системы от природы компонентов и их количественных соотношений.

Впервые изучены восемь образцов нефтей, полученных из эксплуатационных скважин четырех месторождений северной части Ульяновской области. Показано высокое содержание сернистых соединений, смолисто-асфальтеновых веществ, твердых углеводородов в изученных нефтях, оценены вклады сернистых соединений в состав отдельных групп нефтяных компонентов. Установлены физико-химические характеристики и средние структурные параметры молекул, содержащихся в масляных, смолистых и асфальтеновых компонентах этих нефтей. Вскрыты существенные структурные различия между этими нефтяными фракциями и характера их изменений под воздействием природных факторов. Отмечены трудности химической типизации изученных нефтей и ряд аномалий в их составе.

Представлены результаты исследований по составу и строению серосодержащих соединений в малосернистых, сернистых и высокосернистой нефтях юрско-палеозойского комплекса Западной Сибири. Показано, что распределение органических соединений серы в нефтях определяется условиями накопления исходного нефтематеринского вещества. Впервые в составе сернистых соединений нефтей Западной Сибири идентифицированы высокоалкилированные дибензотиофены (до 15 атомов углерода в алифатической цепи), изомерные нафтобензотиофены и их С1- и С2-гомологи, гомологические серии a-н-алкилтиоланов и а-н-алкилтианов.

Методом инфракрасной спектрометрии исследованы спектры поглощения в области 16-20 мк сернистых концентратов, выделенных из топлив ДА, ТС-1, Т-1. Получены характеристики соединений, входящих в группу "остаточной" серы.

Методом высокоэффективной жидкостной хроматографии исследованы особенности экстракции сернистых и ароматических соединений из нефтяного сырья.

Исследованы состав и строение органических соединений серы высокосернистой нефти Нижнепервомайского месторождения (Томская обл.). Показано, что сернистые соединения представлены смесью изомеров диалкилтиациклопентанов, алкил- и метилалкилтиациклогексанов, бициклическими сульфидами, алкилгомологами бензотиофена, дибензотиофеном и бензонафтотиофенами и их алкилзамещенными.

Изучен состав сернистых и азотистых соединений битумоида, выделенного из пород кембрийской горючесланцевой формации. Показано, что в составе сернистых соединений присутствуют бензо-, дибензо-, нафтобензотиофены и сульфоксиды дибензотиофена. Азотистые соединения представлены слабыми основаниями и нейтральными компонентами. В составе слабых оснований преобладают алкилгомологи дибензохинолонов, дибензотиахинолонов, дибензохинолинкарбоновых кислот. Максимум в распределении нейтральных азотсодержащих компонентов приходится на алкилпроизводные бензокарбазола, бензотиофенокарбазола и мононафтенопроизводные карбазолокарбоновых кислот.

В работе представлены результаты исследования количественного содержания и состава металло-порфиринов и сернистых соединений в сравнении с молекулярным составом алканов в 17 нефтях 14 месторождений, территориально расположенных в пределах Томской и Новосибирской областей. Показано, что нефти палеозойского комплекса юго-востока Западной Сибири характеризуются широкими вариациями в количественном содержании тиофенов, сульфидов, меркаптанов и металлопорфиринов. Выявлена взаимосвязь между отдельными параметрами состава всех исследованных групп соединений. Приведены сравнительные данные по характеру распределения гетероорганических соединений в нефтях Нюрольской впадины и прилегающего к ней Калгачского выступа, Усть-Тымской впадины и Пудинского мегавала.

Установлен полный групповой углеводородный состав нефтей важнейших месторождений Монголии, а также бензиновых, дизельных и масляных фракций этих нефтей. Оценены товарно-технические характеристики этих нефтепродуктов, намечены пути дополнительной переработки прямогонных нефтяных фракций с целью доведения их качеств до требуемых кондиций.

Обзор посвящен проблеме получения моторных топлив, отвечающих современным требованиям по содержанию в них серы. Рассмотрены основные способы очистки углеводородного сырья от серосодержащих соединений, показаны перспективные направления исследований в данной области.

Исследована динамика термолиза битуминозного песчаника месторождения Баян-Эрхэт (Монголия). Показано,что путем термолиза можно выделять битумную составляющую из данного сырья и получать ценные промпродукты для углехимии и производства моторного топлива.

Проведен анализ тяжелой смолы пиролиза производства ООО "Томскнефтехим" и продуктов ее экстракционно-хроматографического разделения (масла, смолы и асфальтены) методом пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии (ПГХМС). Определены основные структурные фрагменты смол и асфальтенов и индивидуальный состав масел при их разложении в пиролитической камере при 800С в инертной атмосфере. Установлено, что масла представляют собой смесь низкомолекулярных конденсированных ароматических соединений - 3-6-тиядерных ароматических углеводородов с молекулярной массой до 300 а.е.м., а смолы и асфальтены - высокомолекулярные ароматические соединения, молекулы которых сконструированы из 1-2-, 4-5- и 1-2-, 3-4-хядерных ароматических фрагментов соответственно. С использованием методов ПГХМС и ИК-спектроскопии идентифицирован состав высококипящей части тяжелой смолы пиролиза.

Исследовано влияние высоковязкой нефти Ашальчинского месторождения на оксигеназную активность аборигенной почвенной микрофлоры. После периода адаптации (10 сут) общая численность гетеротрофных микроорганизмов возрастает от (0,6-0,7)*10-6 до (890-990)*10-6 КОЕ/г; при этом происходит снижение биоразнообразия и в 3-4 раза возрастает активность почвенных ферментов. За 180 сут. эксперимента общая утилизация нефти в среднем составила 85,0% от ее исходного количества. При этом все нефтяные фракции подверглись окислению: общая деструкция масел (алканы, изоалканы, нафтены, арены) сотавила в среднем 86,9%. Установлено, что биохимическая трансформация высокомолекулярных гетероорганических соединений (ВМГС) нефти протекает одновременно с минерализацией более легких фракций. Утилизация смол и асфальтенов в среднем составила 86,8 и 55,1%, соответственно. Доказано, что в процессе окисления ВМГС происходит уменьшение их молекулярной массы за счет деградации алкильных заместителей, а также за счет частичного разрушения ароматических и нафтеновых циклов.

Изучен состав углеводородов и гетероорганических соединений нефтей нижнеюрского комплекса юго-востока Западной Сибири. Показаны отличия в распределении алканов, периленов, металло-порфиринов, сульфидов, меркаптанов, тиофенов в нефтях Нюрольской и Усть-Тымской впадин и Колтогорского мегапрогиба.