Индуцированная низковольтными разрядами в жидкой фазе переработка тяжелых нефтепродуктов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-73-10119

НазваниеИндуцированная низковольтными разрядами в жидкой фазе переработка тяжелых нефтепродуктов

Руководитель Титов Евгений Юрьевич, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" , Нижегородская обл

Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-504 - Электронно-возбужденные системы, фотохимия, радиационная химия, спиновая химия

Ключевые слова Нефть, переработка нефти, низкотемпературная плазма, рациональное природопользование, тяжелое углеводородное сырье, нефтяные остатки, мазут, углеродные наноматериалы, плазмохимия.

Код ГРНТИ31.15.30

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Во всем мире месторождения высококачественной легкой нефти истощаются и стоимость ее добычи возрастает. В будущем использование нефти, вероятно, будет сосредоточено на тяжелой нефти, включая битумные пески, сверхтяжелую нефть и остатки нефтепереработки. От обычной нативной нефти тяжелая нефть отличается низким отношением водорода к углероду, высоким содержанием гетероатомов (азота, кислорода, серы) и металлов, сконцентрированных в асфальтеновой фракции. Поэтому переработка тяжелых нефтей и нефтяных фракций традиционными технологиями часто представляет собой сложную задачу. Фундаментальные и прикладные исследования в области плазмохимического крекинга углеводородов показывают, что этот метод переработки тяжелых нефтепродуктов (мазут, вакуумный газойль, тяжелые остатки каталитического крекинга и др.) является конкурентным процессом традиционным методам переработки тяжелых нефтяных остатков. Механизм процесса плазмохимического крекинга представляет собой совокупность реакций радикально-цепных превращений, инициируемых электрическим разрядом за счет перевода молекул углеводородов в возбужденное (триплетное) состояние и их дальнейших превращений. Такой метод индуцирования химических реакций обеспечивает разрыв связей С-С, С-H, C-S при относительно низких температурах (до 120 ̊С) и давлении (до 1 МПа) в реакторе. При этом происходит образование свободных радикалов, карбенов, ион-радикалов и других частиц, а также протекают реакции дегидрирования, изомеризации, конденсации и др. при взаимодействии промежуточных активных частиц между собой во время релаксации. Невозбужденные молекулы, оказавшиеся вне зоны плазменного образования, также частично вовлекаются в реакции с активными частицами, диффундирующими из зоны электрического разряда. Цель заявленного проекта заключается в изучении физико–химических закономерностей и формировании теоретических основ плазмохимического крекинга углеводородов при воздействии низковольтных разрядов на углеводороды в жидкой фазе. Задачей проекта является определение параметров процесса плазмохимического крекинга, обеспечивающих наибольший выход светлых фракций, ацетилена, водорода, этилена и уменьшение энергетических затрат на осуществление процесса получения востребованных углеродных материалов. Исследования, выполняемые в проекте, позволят изучить влияние концентрации и типа допирующих добавок и источников водорода; времени пребывания сырья в реакционном пространстве; температуры и давления в реакторе; напряжения и мощности электрических разрядов, а также времени воздействия низкотемпературной неравновесной плазмой на состав получаемых продуктов и удельные энергозатраты при плазмохимическом крекинге тяжелых нефтяных фракций. Ожидаемые результаты заявленного проекта: будут разработаны теоретические основы технологии плазмохимического крекинга тяжелых нефтепродуктов, определены оптимальные условия проведения процесса в зависимости от состава сырья при минимальных энергозатратах, а также выявлен вероятный механизм низкотемпературного плазмокрекинга.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Титов Е.Ю., Бодриков И.В., Серов А.И., Курский Ю.А., Титов Д.Ю., Бодрикова Е.Р. Liquid-Phase Non-Thermal Plasma Discharge for Fuel Oil Processing Energies, Том 15, no. 9: 3400. (год публикации - 2022)
10.3390/en15093400

2. Титов Е.Ю., Бодриков И.В., Титов Д.Ю. Control of the Energy Impact of Electric Discharges in a Liquid Phase Energies, 16, 4, 1683 (год публикации - 2023)
10.3390/en16041683

3. Титов Е.Ю., Серов А.И., Титов Д.Ю. Production Of Hydrogen-Containing Gas By The Action Of Non-Thermal Plasma On Vacuum Gas Oil AIP Conference Proceedings (год публикации - 2023)

4. Титов Е.Ю., Бодриков И.В., Васильев А.Л., Курский Ю.А., Иванова А.Н., Головин А.Л., Широков Д.А., Титов Д.Ю., Бодрикова Е.Р. Non-thermal plasma pyrolysis of fuel oil in the liquid phase Energies, 16(10), 4017 (год публикации - 2023)
10.3390/en16104017

5. Широков Д.А., Бодриков И.В., Титов Д.Ю., Удалов А.А., Титов Е.Ю. Processing of catalytic cracking residues by NTP-pyrolysis Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, Vol.12986, 129860M (год публикации - 2024)
10.1117/12.3016929

6. Бодрикова Е.Р., Титов Е.Ю., Бодриков И.В. Oxidative desulfurization of VGO using carbon nanostructures created by NTP-pyrolysis of fuel oil E3S Web of Conferences (год публикации - 2024)

7. Бодриков И.В., Широков Д.А., Удалов А.А., Бодрикова Е.Р., Титов Е.Ю. Plasma-chemical pyrolysis of a mixture of fuel oil and methyl tert-butyl ether E3S Web of Conferences (год публикации - 2024)

8. Гончарова Н.Н., Клеусов Б.С., Самойлов В.М., Данилов Е.А.., Ельчанинова В.А., Горина В.А., Бодриков И.В., Титов Е.Ю.,Широков Д.А., Удалов А.А., Васильев А.Л. Синтез пористых углеродных структур путём термообработки твердых продуктов плазмохимического пиролиза углеводородов и тяжелых нефтепродуктов Перспективные материалы (год публикации - 2024)

9. Титов Е.Ю., Бодриков И.В., Васильев А.Л., Иванова А.Н., Головин А.Л., Широков Д.А., Курский Ю.А., Титов Д.Ю., Бодрикова Е.Р. Low-carbon pyrolysis of vacuum gas oil by non-thermal plasma Plasma Processes and Polymers (год публикации - 2024)

Публикации