Разработка научных основ термических процессов превращения тяжелого углеводородного сырья различного происхождения в высококачественные химические продукты на основе данных о составе, структурной организации, стабильности и реакционной способности его компонентов

Объекты исследования: тяжелое углеводородное сырье – тяжелые нефти, природные битумы, вакуумный газойль, мазут, гудрон, органическое вещество горючих сланцев. Основные результаты: Определены константы скоростей реакции термических превращений тяжелой нефти в присутствии растворенных в ацетоне прекурсоров Ni- и Co-содержащих катализаторов крекинга. Присутствие ацетона замедляет реакции крекинга с образованием газообразных продуктов, снижаются значения констант скоростей реакций конденсации по маршрутам «масла→смолы» и «асфальтены→кокс». Термическое облагораживание нефтяных остатков в среде сверхкритического изопропилового спирта приводит к снижению выхода асфальтенов и коксоподобных продуктов и увеличению выхода масел в интервале 400–450°С. Установлены закономерности образования ароматических сернистых соединений тиофенового ряда при термическом крекинге исходного и окисленного вакуумного газойля. Показано, что предварительное окисление позволяет снизить термическую стабильность высокомолекулярных серосодержащих компонентов, устойчивых при обычной термообработке. Установлено, что энергия активации термической деструкции смесей смол и асфальтенов (С+А) выше, чем отдельных компонентов – асфальтенов и смол. Совместный крекинг смол и асфальтенов сопровождается образованием сложных структурных единиц, состоящих из асфальтенового ядра и оболочки, содержащей молекулы смол, для разрушения которых необходимы бóльшие энергетические затраты. С применением метода селективной химической деструкции впервые получены данные о молекулярном составе соединений, ковалентно связанных в смолистых компонентах, образующихся в процессе крекинга асфальтенов и смол тяжелых нефтей; о групповом и молекулярном составе азотистых соединений нейтрального и основного характера, выделенных из битумоида горючего сланца и продуктов термокаталитического разложения природного асфальтита.