Comparative study on thermal cracking of atmospheric residue from Tamsagbulag and Tsagaan Els’ crude oils of Mongolia

Abstract

In this study, we have compared the physio-chemical parameters, elemental and group composition of oil and atmospheric residue from Tamsagbulag (TB) and Tsagaan Els (TsE) deposits in Mongolia, and have studied the possibility of increasing
the yield of fuel fractions via thermal cracking. The atmospheric residue for oil TB is 53.8%, and for oil TsE, it's 73.63%. Both oils
and their atmospheric residues are paraffinic, have medium density, and are high in saturates+aromatics but low in asphaltene-resin
compounds. Atmospheric residues were loaded into a 50 ml steel reactor and subjected to a thermal cracking process at 450°C and
4 atm nitrogen pressure for 60 and 120 minutes. As a result of the thermal cracking of atmospheric residues of Tamsagabulag and
Tsagaan Els, 88.6% and 56.33% of liquid products were formed, respectively, along with the formation of by-product gas and solid
residues. The liquid product from the thermal cracking Tamsagbulag atmospheric residue comprises 11.93-12.02% gasoline and
22.57-27.61% diesel, while that from the Tsagaan els consists of 13.52-18.19% gasoline and 19.47-20.69% diesel fraction. Based
on the composition of the produced liquid products and chromatographic results of alkane hydrocarbons it was evident that high
molecular-weight hydrocarbons and long-chain alkane hydrocarbons decompose into hydrocarbons of smaller molecular size.
These results show that atmospheric residue from highly paraffinic oil can be liquefied by thermal cracking to boost the gasoline
and diesel yields.

Монгол орны Тамсагбулаг, Цагаан-Элсний ордуудын нефтийн атмосфер үлдэгдлийн дулааны крекингийн харьцуулсан судалгаа

Хураангуй: Манай орны Тамсагбулаг (ТБ-XIX), Цагаан-Элсний (ЦЭ-XIV) ордын нефть, тэдгээрийн атмосфер үлдэгдлийн
физик-химийн үзүүлэлтүүд, элементийн болон бүлгийн бүрэлдэхүүнийг харьцуулан судалж, улмаар дулааны крекинг
процессд оруулан шингэрүүлж, түлшний фракцын гарцыг нэмэгдүүлэх боломжийг судалсан. Эдгээр нефть болон атмосфер
үлдэгдлүүд нь өтгөн царцамтгай, дундаж нягттай, найрлагадаа асфальтен-давирхайлаг нэгдлүүдийн агуулга харьцангуй
бага, маслын агуулга өндөртэй бөгөөд ТБ-ийн нефть нь 53.8%, ЦЭ-ний нефть 73.63%-ийн атмосфер үлдэгдлийн агуулгатай
байна. Нефтийн үлдэгдлийг 50 мл-ын багтаамжтай ган реакторт хийж 450oС-ийн температурт 4 атм азотын даралтын орчинд
60 болон 120 минутын турш дулааны крекингийн процессд оруулсан.
ТБ-ийн нефтийн үлдэгдлийн дулааны крекингийн дүнд 88.6%, ЦЭ-ний үлдэгдлээс 56.33%-ийн шингэн бүтээгдэхүүн
үүссэнээс гадна дагалдах хий болон хатуу үлдэгдэл үүссэн. ТБ-ийн нефтийн атмосфер үлдэгдлийн дулааны крекингийн
дүнд үүссэн шингэн бүтээгдэхүүн нь 11.93-12.02% бензин, 22.57-27.61%-ийн дизель, ЦЭ-ний нефтийн хувьд 13.52-18.19%-
ийн бензин, 19.47-20.69%-ийн дизелийн фракцын агуулгатай байна. Үүссэн шингэн бүтээгдэхүүний бүлгийн бүрэлдэхүүн,
алканы НУ-дийн хроматограммын дүнгээс харахад өндөр молекулт НУ-чид болон урт гинжин хэлхээтэй алканы
нүүрсустөрөгчид задарч бага молекулт нүүрсустөрөгчид үүсч байна. Энэхүү судалгааны дүнд хөнгөн фракцын гарц багатай,
өндөр парафинт нефтийн атмосфер үлдэгдлийг дулааны крекинг процессд оруулан шингэрүүлж, бензин, дизелийн фракцын
гарцыг нэмэгдүүлэх, үлдэгдлийг гүн боловсруулах боломжтойг судлан тогтоов.

Түлхүүр үг: нефть, крекинг, атмосфер үлдэгдэл, нүүрсустөрөгчид