Состав и свойства порфиринов тяжелых нефтей и нефтяных остатков с повышенным содержанием ванадия и никеля

Тяжелые нефти характеризуются повышенной плотностью и вязкостью, обусловленными высоким содержанием смолисто-асфальтеновых веществ и гетероатомных соединений, в том числе ванадий- и никельсодержащих. В России, в основном в Волго-Уральском регионе, к настоящему времени разрабатываются месторождения тяжелых нефтей, в которых суммарное содержание ванадия и никеля превышает 0,1 мас.%, что позволяет рассматривать их как сырьевой источник данных металлов. С другой стороны, такой уровень концентраций металлов в нефтях, наряду с повышенным содержанием серы и азота, существенно осложняет их переработку, так как дезактивирует катализаторы. Традиционные схемы переработки тяжелых нефтей предполагают процессы коксования или деасфальтизации гудрона с последующим гидрооблагораживанием дистиллята коксования или деасфальтизата, при этом большая часть металлов концентрируется в нецелевых остаточных фракциях (коксе или асфальте). В случае деасфальтизации получаемый остаток (асфальтено-смолистый концентрат - асфальт) можно рассматривать как источник получения концентратов природных ванадил- и никельпорфиринов.

Несмотря на наличие выполненных ранее исследовательских работ, в настоящее время особенности содержания и распределения ванадия, никеля и соответствующих металлокомплексов в асфальтенах и смолах тяжелых нефтей имеют разрозненный и несистемный характер. В то же время известно, что порфирины могут использоваться в качестве основы катализаторов, лекарственных препаратов, полупроводников, красителей и других ценных веществ и материалов. Однако отсутствие методов получения концентратов нефтяных порфиринов из асфальтенов и смол с повышенным содержанием ванадия и никеля не позволяет в полной мере оценить их практический потенциал. Поэтому актуальность выявления особенностей концентрирования металлопорфиринов в асфальтенах и смолах и разработки методов извлечения из них порфиринов с целью повышения эффективности переработки тяжелых нефтей и получения новых высокоценных продуктов не вызывает сомнений.

Работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН по теме: «Разработка физико-химических основ технологических процессов добычи, транспортировки и переработки высоковязких нефтей и битумов» (№ гос. регистрации 01201352312) и программой фундаментальных исследований №№ 24, 27 Президиума РАН: «Фундаментальный базис инновационных технологий прогноза, оценки, добычи и глубокой комплексной переработки стратегического минерального сырья, необходимого для модернизации экономики России». <...>