Вестник нефтегазовой отрасли КазахстанаВестник нефтегазовой отрасли Казахстана2707-42262957-806XKMG Engineering10895510.54859/kjogi108955ТЕРМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ГОРЮЧЕГО СЛАНЦА И ЕГО СМЕСИ С МАЗУТОМ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ МОТОРНЫХ ТОПЛИВDzheldybaevaIndira Mukhametkerimovna<p>PhD, Ведущий научный сотрудник, НИИ Новых химических технологий и материалов</p>indiko_87@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1524-4046КаирбековЖаксынтай Каирбекович<p>докт. хим. наук, профессор</p>zh_kairbekov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0255-2330ЕсеналиеваМаншук Зейнуллаевна<p>канд. хим. наук, доцент</p>esenalieva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0817-2048СармурзинаРаушан Гайсиевна<p>докт. хим. наук, профессор</p>sarmurzina_r@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9572-9712СуймбаеваСалтанат Маликовнаsaltanat_suimbayeva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3990-4974Казахский национальный университет имени аль-ФарабиKAZENERGY822302202615052026Copyright © , Dzheldybaeva I., Каирбеков Ж.К., Есеналиева М.З., Сармурзина Р.Г., Суймбаева С.М.<p><strong>Аннотация.</strong></p>
<p><strong>Обоснование</strong>. Гидрогенизация твердых топлив – универсальный метод получения жидких продуктов, который применительно к органической массе сланцев (ОМС) может быть осуществлен под невысоким давлением водорода в связи со специфическим строением ОМС. При этом удается извлечь более 90 % органического вещества горючего сланца.</p>
<p><strong>Цель:</strong> Данная статья посвящена изучению процесса гидрогенизации горючего сланца и смеси сланца с мазутом для получения компонентов моторных топлив, оценка состояния и перспективы применения метода гидрогенизации под невысоким давлением водорода.</p>
<p><strong>Материалы и методы. </strong>В качестве объектов исследовании были взяты сланец месторождения Кендерлык (АО «Кварц», Восточно-Казахстанская область) и мазут месторождения Жанажол (Актюбинская область, Казахстан). Гидрогенизацию осуществляли во вращающемся автоклаве объемом 2 л и на стендовой проточной установке с объемом реактора 0,8 л, а переработку шлама (остаток ожижения сланца) – пиролизом в проточной установке с движущимся нисходящим слоем твердого теплоносителя.</p>
<p><strong>Результаты. </strong>Согласно полученным результатам, при увеличении температуры гидрогенизации горючего сланца с 410 до 440 <sup>0</sup>С при давлении 8,0 МПа наблюдается увеличение газообразования с 10,3 до 12,1 масс. % и расход водорода с 0,8 до 1,5 масс. % и также возрастает соединение фракции бензина и дизельного топлива. Повышение давления водорода от 4,0 до 8,0 МПа увеличивает степень превращения органической массы сланца на 20 % и повышает выход жидких продуктов (от 40,2 до 50,3 масс. %), газа (6,8-10,3 масс. %), воды (5,7-7,6 мас с.%) и содержания бензина и дизтоплива. Давление водорода выше 8,0 МПа не сказывает влияния на показатели процесса. Изучено влияние концентрации сланца, температуры и времени реакции на выход продуктов термокаталитической переработки мазута и сланца. При этом оптимальными условиями реакции является температура 415-425 °C, время переработки 60 мин и количество активирующей добавки (сланца) 10-12 масс. %. Суммарный выход дистиллятных фракций достигает 56-59 масс. %.</p>
<p><strong><em>Ключевые слова:</em></strong> <em>сланец, мазут, термическая переработка, жидкое топливо, моторные топлива.</em></p>oil shalefuel oilthermal processingliquid fuelmotor fuels.тақтатастмазуттермиялық өңдеусұйық отынымотор отындары.сланецмазуттермическая переработкажидкое топливомоторные топлива.[1. Малолетнев А.С., Наумов К.И., Шведев И.М., Мазнева О.А. Гидрогенизация сланца. – Химия твердого топлива, 2011. №5. С. 29–33. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17056923][2. Назаренко М.Ю., Бажин В.Ю., Салтыкова С.Н., Коновалов Г.В. Изучение физико-химических свойств горючих сланцев. – Кокс и химия, 2014. №3. С. 44–49. https://elibrary.ru/item.asp?id=21367543][3. Малолетнев А.С., Юлин М.К., Воль-Эпштейн А.Б. Термический крекинг тяжелых нефтяных остатков в смеси со сланцем // Химия твердого топлива, 2011. T.45. № 4. С. 20-25. https://elibrary.ru/item.asp?id=16525516][4. Зюба О.А., Глущенко О.Н. Обзор современных методов переработки горючих сланцев и экологическое аспекты их применения // Нефтегазовая геология. Теория и практика, 2012. Т.7, №4. С.1-15.][5. Стрижакова Ю.А., Усова Т.В., Третьякова В.Ф. Горючие сланцы-потенциальный источник сырья для топливно-энергетической и химической промышленности // Химия и химическая технология органических веществ, 2006. №4. С.76-85][6. Стрижакова Ю.А. Пути переработки горючих сланцев в химические продукты // Химия твердого топлива, 2006. №2. С.86-90. https://elibrary.ru/item.asp?id=9218515][7. Герасимов А.М., Сыроежко А.М., Ицковия В.А., Холоднов В.А. Влияние добавки нефтеотходов на процесс термохимической переработки горючих сланцев и бурых углей // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета), 2012. 16(42): С.40-43 https://elibrary.ru/item.asp?id=18322322][8. Герасимов А.М., Сыроежко А.М., Дронов С.В., Страхов В.М. Влияние минеральной части горючего сланца на процесс его совместной термохимической переработки с гудроном // Кокс и химия, 2012. №4. С.37-41 https://elibrary.ru/item.asp?id=17681957][9. М.В. Можайская, В.Г. Сурков, М.А. Копытов, А.К. Головко. Совместный крекинг нефтяного остатка и механоактивированного горючего сланца // Журнал Сибирского университета. Химия, 2019. Т. 12. №3. С. 319-327. DOI: 10.17516/1998-2836-0129.][10. Горлов Е.Г., Котов А.С., Горлова Е.Е. Термокаталитическая переработка нефтяных остатков в присутствии цеолитов и горючих сланцев // Химия твердого топлива, 2009. №1. С.31-38. https://elibrary.ru/item.asp?id=11685403][11. В. М. Аббасов, Г. С. Мухтарова, А. Э. Ализаде, Т. Х. Баширова Использование горючих сланцев в процессе гидрокрекинга тяжелых нефтяных остатков // Технология нефти и газа, 2020. №3 (128). С.13-16. DOI: 10.32935/1815-2600-2020-128-3-13-16][12. Стрижакова Ю.А., Усова Т.В. История развития процессов получения синтетических моторных топлив на основе горючих сланцев // История науки и техники, 2007. №9. С. 32-48][13. Можайская М.В., Певнева Г.С. Влияние концентрации добавки нитрата железа на крекинг смеси мазут-механоактивированный горючий сланец // Материалы конференции «Химия нефти и газа», 2022. С. 258-259. https://elibrary.ru/item.asp?id=49762648][14. Горлова Е.Е., Нефедов Б.К., Горлов Е.Г. Термохимическая переработка мазута совместно с резинотехническими отходами в смеси со сланцем // Современная наука, 2012. №1 (9). С.15-18.][15. Ж. Каирбеков, Джелдыбаева И.М., Ахметов Т.З., Есеналиева М.З., Абильмажинова Д.З. Влияние ультразвука на термохимическую переработку мазута с добавками сланца при разных давлениях // Химический журнал Казахстана, 2021. №1(73). С. 119-126. https://doi.org/10.51580/2021-1/2710-1185.12][16. Ж. Каирбеков, Джелдыбаева И.М., Малолетнев А.С. Применение ультразвукового воздействия для интенсификации термического крекинга мазута в смеси со сланцем // Химия твердого топлива, 2020. №3. С. 62–67. DOI: 10.31857/S0023117720030056 https://www.elibrary.ru/item.asp?doi=10.31857/S0023117720030056][17. Kairbekov Zh., Kairolla S., Kayrzhanova K. Jeldybayeva I.М. Termal utilization of Kenderlyk field shales and solid oil residue // Chemical Journal of Kazakhstan, 2020, No 1(69). P.146-152. https://chemjournal.kz/index.php/journal/article/view/59/43][18. Kairbekov Zh., Jeldybayeva I.М., Akhmetov T.Z., Kairbekov A.Zh. High grade petroleum residue recycling with shale additive // Chemical Journal of Kazakhstan, 2020. No 3. P.189-195. https://chemjournal.kz/index.php/journal/article/view/112][19. Kairbekov Zh.К., Jeldybayeva I.М., Yermoldina Ye., Akhmetov T. Effective use of Oil Shale from the Kendyrlyk Field // Chemical Journal of Kazakhstan, 2018. No4 (64). Р. 124-129. https://chemjournal.kz/index.php/journal/article/view/365][20. Kairbekov Zh.K., Maloletnev A.S., Jeldybayeva I.М. Application of Ultrasonication to Intensify the Thermal Cracking of Fuel Oil in a Mixture with Oil Shale // Solid Fuel Chemistry, 2020, Vol. 54, No. 3, pp. 175–179. DOI: 10.3103/S0361521920030052 https://link.springer.com/article/10.3103/S0361521920030052][21. Ж. Каирбеков, Джелдыбаева И.М., Ахметов Т.З., Есеналиева М.З., Абильмажинова Д.З. Влияние ультразвука на термохимическую переработку мазута с добавками сланца при разных давлениях // Химический журнал Казахстана, 2021. №1(73). С. 119-126. https://doi.org/10.51580/2021-1/2710-1185.12][22. Kairbekov Zh.К., Jeldybayeva I.М., Yermoldina Ye., Akhmetov T. Effective use of Oil Shale from the Kendyrlyk Field // Chemical Journal of Kazakhstan, 2018. No4 (64). Р. 124-129. https://chemjournal.kz/index.php/journal/article/view/365]