Способы получения ванадия из углеводородов
Ратникова Н.С.
Огромные
объемы
ежегодно
добываемой
и
перерабатываемой
сырой
нефти
являются
условием,
определяющим
возможность
полномасштабного
производства (в виде попутно получаемых продуктов
нефтепереработки) концентратов с содержаниями редких
металлов, превышающими промышленно кондиционные для
традиционного рудного сырья. [Соскинд, Барсуков,1983].
При создании системы крупномасштабного промышленного
получения ванадия из нефтей важной задачей является
выяснение технологических возможностей интегрирования
освоения запасов нефтяного ванадия в систему освоения
запасов нефтей. С этой целью в работе «Металлоносный
потенциал нефтей России и возможности его реализации»
[Суханов, Петрова, 2009], были рассмотрены существующие в
настоящее время пути получения нефтяного ванадия.
Практически при всех способах нефтепереработки или
использования
котельного
топлива
нефтяного
происхождения существует возможность извлечения того
или иного количества ванадия.
Таким образом, битум может являться не только поисковым
признаком на нефть, но и ценным органоминеральным
сырьем. Исследования металлоносности нефти и битумов
экономически выгодны для расширения ресурсно-сырьевой
базы ряда металлов как нашей области, так и страны.
Рассмотрим кратко эти способы.
Сжигание топочного мазута. При этом способе ванадий
из печных агрегатов выносится в атмосферу в виде весьма
токсичных оксидов. Часть оксидов ванадия конденсируется
на
поверхности
нагревательных
труб,
в
результате
специальной обработки которых удается извлечь в виде
шлама 12-15% ванадия, содержащегося в топливе. Однако
потери ванадия с дымовыми газами слишком велик ( могут
достигать 20%), а оборудование, обеспечивающее полную
очистку дымовых газов от ванадия, является весьма
дорогостоящим.
Газификация мазута или гудрона. При этом способе
получения ванадия зольные элементы вместе с сажей
улавливаются
при
водной
промывке
и
охлаждении
генераторного газа. Нерастворимые в воде V2O5 и V2O2
отфильтровываются вместе с сажей и золой, откуда ванадий
может быть извлечен гидрометаллургическим способом.
Другие растворимые в воде оксиды (15-20% от количества
ванадия, содержащегося в исходном сырье) уносятся водой и
теряются.
Гидрокрекинг мазутов и гудронов. Этот процесс
протекает при высоком давлении (более 15 МПа) на активных
катализаторах. При этом на единице массы катализатора
может адсорбироваться до 1,5-1,8 массы зольного элемента,
в том числе ванадий и никель. Извлечение последних из
катализатора связано с растворением или переплавкой всей
массы катализатора, что в целом является дорогостоящим
процессом.
Сольволиз тяжелого нефтяного сырья. В рамках этого
процесса, включаемого в современные технологические
схемы нефтепереработки, осуществляется деасфальтизация
сырья селективным растворителем. Асфальтены обогащены
ванадием в значительно более высокой степени, чем смолы,
поэтому сольволиз позволяет в значительной степени
удалить металлы из сырья и сконцентрировать их в
сравнительно небольшом объеме битума. Однако высокая
степень
деасфальтизации
не
приводит
к
полной
деметаллизации продукта, так как в нем остаются смолы –
носители металлов. Технология извлечения ванадия из
битумов деасфальтизации не отработана.
Глубокая термическая переработка тяжелого
нефтяного сырья. Эта разновидность процессов занимает
особое
место
среди
технологий
нефтепереработки
перспективных для получения ванадия, содержащегося в
исходном сырье.
Наиболее
распространенными
из
них
являются:
термический крекинг; висбрекинг; крекинг с водяным паром
«Юрека»,
замедленное
коксование,
термоконтактовый
крекинг, термоконтактовый крекинг с газификацией кокса,
пиролиз тяжелого сырья и др. Все эти процессы,
осуществляемые при достаточно высоких температурах,
приводят к образованию жидких углеводородов с низкой и
средней
молекулярной
массой
и
тяжелых
ароматизированных
остатках,
а
также
твердого
карбонизированного остатка. Металлы, в том числе ванадий,
сосредоточиваются
в
небольшом
объеме
этого
карбонизированного остатка (крекинг-остаток, пек, кокс), и
их концентрация по сравнению с таковой в нефти
существенно возрастает. Различные процессы термической
переработки отличаются различной глубиной. По мере
углубления процесса возрастает выход низкомолекулярных
целевых продуктов, а карбонизированного остатка уменьшается, при этом в нем увеличивается концентрация
металлов, в частности - ванадия.
Металлоносный потенциал нефтей России очень высок. Для
потенциально металлоносных тяжелых нефтей шестая часть
запасов соответствует промышленным кондициям на
ванадий. По отдельным нефтегазоносным провинциям
процент тяжелых нефтей, содержащих ванадий, может
достигать 29%(Волго-Уральскаяя) и 44%(Тимано-Печорская).
Весь извлекаемый вместе с тяжелыми нефтями ванадий
~1,69 тыс.т/г остается в отходах. Примерно столько же
ванадия теряется в процессе разработки месторождений,
содержащих легкие и средние нефти.
Промышленные
технологии
нефтепереработки,
существующие в настоящее время за рубежом, способны
обеспечить перевод практически всего ванадия и других
содержащихся в исходным сырье ценных металлов, в
остаточные попутные продукты. Наиболее значимая из них с
точки зрения эффективности промышленного освоения
запасов нефтяного ванадия и других ценных и редких
металлов - термоконтактный крекинг с газификацией
нрефтяного кокса.
Оренбургский Государственный Университет
Геолого-географический факультет
Кафедра геологии
Прикладная геология
Список использованных источников
1 Нуранбаева Б.М., Ахмеджанов Т.К., Исмагилова Л.Т.
Способ и технологические схемы извлечения ванадия и
других металлов из нефти и нефтепродуктов при их
подготовке // Современные наукоемкие технологии. – 2013. –
№ 4 . – стр. 49-52. Режим доступа: www.rae.ru/snt/?section= .
Дата обращения: 05.05.2014.
2
Пономарева
Г.А.
Геохимические
особенности
распределения благородных металлов в нефтегазовых
месторождениях Оренбургской области / Г.А. Пономарева //
Вестник Оренбургского государственного университета. –
Оренбург: ОГУ, 2015. – № 7. – С. 167-172.
3 Пономарева Г.А., Панкратьев П.В., Хальзов А.А.
Микроэлементный
состав
нефти
Оренбургских
месторождений // Вестник Оренбургского государственного
университета № 1. – Оренбург: ОГУ, 2012. – С. 125-131.
4
Белонин
М.Д.,
Самсоно
В.В.,
Грибков
В.В.
Металлоносность нефтей и битумов России //Нефтегазовая
геология на рубеже веков. Прогноз, поиски, разведка и
освоение месторождений. – СПб.: ВНИГРИ. – 1999.-Т.З.-С.141143.
Статья публикуется впервые
Ратникова Н. С.________________
дата_________________
Сведения об авторе:
Ратникова Н.С.– студент группы 13ПГс ГС геологогеографического
факультета
Оренбургского
государственного
университета.
E-mail:
aleksey_ratnikov@mail.ru. Тел.89228890599 Домашний адрес:
460034, г. Оренбург, ул. Беляевская 15, кв. 197. Направление
научных исследований – рудная минералогия.
Руководитель - Пономарева Г.А. – к.г-м.н. (25.00.11),
доцент
кафедры
геологии
геолого-географического
факультета Оренбургского государственного университета. Email: galy.ponomareva@mail.ru 460018 г. Тел. 372-543.
Оренбург, пр. Победы, 13, ауд. 3206. Домашний адрес: 460018
г. Оренбург, ул. Орская, д. 47, кв. 42. Направление научных
исследований – геохимия платиноидов.
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзывОчень интересная работа.узнал много чего нового