Comparative study on thermal cracking of atmospheric residue from Tamsagbulag and Tsagaan Els’ crude oils of Mongolia
DOI:
https://doi.org/10.5564/bicct.v11i11.3284Keywords:
oil, cracking, atmospheric residue, hydrocarbonsAbstract
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
Downloads
985
References
R.I. Rueda-Velásquez, M.R. Gray. (2017) A viscosity conversion model for thermal cracking of heavy oils. Fuel. 197(1), p.82-90. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.02.020.
A. Corma, L. Sauvanauda, Y. Mathieu, S. Al-Bogami, A. Bourane, M. Al-Ghrami. (2018) Direct crude oil cracking for producing chemicals: Thermal cracking modeling. Fuel. 211(1), p.726-736. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.09.099
L.O. Alemán-Vázqueza, J.L. Cano-Domínguez, J.L. García-Gutiérrez. (2012) Effect of tetralin, decalin, and naphthalene as hydrogen donors in the upgrading of heavy oils. Procedia Engineering. 42, p.532–539. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2012.07.445
O. Muraza, A. Galadima. (2015) Aquathermolysis of heavy oil: A review and perspective on catalyst development. Fuel. 157(1), p.219-231. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2015.04.0655
A. Hard, M. Adam, J.P. Robinson, S.P. Rigby. (2020) Tetralin and decalin H-donor effect on catalytic upgrading of heavy oil inductively heated with steel balls. Catalysts. 10(4), p.393. https://doi.org/10.3390/catal10040393
K. Kohli, R. Prajapati, S.K. Maity, B.K. Sharma. (2019) Hydrocracking of heavy crude residues with waste plastic. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 140, p.179-187. doi.org/10.1016/j.jaap.2019.03.013.
N.N. Sviridenko, A.S. Akimov. (2023) Characteristics of products of thermal and catalytic cracking of heavy oil asphaltenes under supercritical water conditions. Journal of Supercritical Fluids. 192, p.105784. https://doi.org/10.1016/j.supflu.2022.105784.
Д.С. Кравцова, Н.Г. Воронецкая. (2020) Изменение состава тяжелой метановой нефти в процессе термического крекинга. Проблемы геологии и освоения недр.Томск. c.239-240.
Монгол орны газрын тосны хайгуул, нөөцийн мэдээлэл. https://www.mrpam.gov.mn/article/49/
Б. Хулан, Б. Хонгорзул, Б. Өлзий, Б. Мягмаргэрэл, Б. Ганцэцэг, М. Туяа. (2022) Монгол орны газрын тосны хими-технологийн судалгааны дүнгээс. ШУТИС-ийн Эрдэм шинжилгээний бүтээлийн эмхэтгэл. (Газрын тос (Oil & Gas)-2022), p.74-81.
B. Myagmargerel, B. Khulan, B. Gantsetseg, B. Khongorzul, M. Tuya. (2021) Synthetic fatty acid from crude oil of Tamsagbulag petroleum deposit (Mongolia), Mongolina Journal of Chemistry. 22(48), p.1-6.
Д. Монхообор. (2021) Нефть ба нефтийн бүтээгдэхүүний шинжилгээний арга. Надир хэвлэх, 222, УБ. .
Нефть, нефтийн бүтээгдэхүүний бүлгийн бүрэлдэхүүнийг тодорхойлох гравиметрийн арга. Стандарт ажлын заавар, (2022). 06-01, ШУА, ХХТХ, УБ.
J. Blomberg, P.J. Schoenmakers, U.A.T. Brinkma. (2002) Gas chromatographic methods for oil analysis. Journal of Chromatography A. 972(2), p.137-173. DOI: 10.1016/S0021- 9673(02)00995-0.
Б. Ширчин, М. Туяа, Б. Хонгорзул, Б. Хулан, Б. Пүрэвсүрэн. (2013) Нефтийн хими ба технологийн үндэс. УБ, х.337.
B. Myagmargerel, G. Byambajav, J. Narangerel, B. Gantsetseg, B. Khulan. (2021) Hydrocracking of atmospheric residue from Tsagaan-Els, Mongolia. Proceedings of the 5th International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resource, (ICCIUNR-2021), Atlantis Press, 2, p.135-141. https://doi.org/10.2991/ahcps.k.211004.019
Т.М. Мурзагалеев, А.В. Восмериков, А.К. Головко. (2011) Превращение тяжелого углеводородного сырья в присутствии цеолитных катализаторов различного структурного типа. Известия Томского политехнического университета. 319, c.113-116. № 3УДК 665.63:665.637.64:544.47: 544.344.
А.Р. Дон, Н.Г. Воронецкая, А.А. Гринько, А.К. Головко. (2015) Влияние смолисто-асфальтеновых веществ на термические превращения углеводородов природных битумов. Вестник Томского государственного университета. 393, c.244–249. DOI 10.17223/15617793/393/39.
I. Elena, N. Galina, I. Emiliya, B. Nataliya, I. Stanislav. (2017) The increase in the yield of light fractions during the catalytic cracking of C13-C40 hydrocarbons. Current Organic Synthesis. 14(3), p.353-364. http://dx.doi.org/10.2174/1570179413666161-031121659
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Bayanmunkh Myagmargerel, Orgilbulag Myagmarjav, Batchuluun Khongorzul, Munkhsaikhan Anujin, Ulambayar Bayasgalan, Bayasgalan Khulan
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Copyright on any research article in the Bulletin of the Institute of Chemistry and Chemical Technology, MAS is retained by the author(s).
The authors grant the Bulletin of the Institute of Chemistry and Chemical Technology, MAS a license to publish the article and identify itself as the original publisher.
Articles in the Bulletin of the Institute of Chemistry and Chemical Technology, MAS are Open Access articles published under a Creative Commons Attribution 4.0 International License CC BY.
This license permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.