ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА ГАЗОКОНДЕНСАТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ШУРТАН И МАЙМАНАК И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ

АННОТАЦИЯ

Эффективное использование местных сырьевых ресурсов имеет стратегическое значение для развития нефтегазохимической промышленности Узбекистана. Газовые конденсаты (ГК) служат не только топливом, но и важным источником получения химических продуктов с высокой добавленной стоимостью. Основной целью данного исследования является определение физико-химических свойств газовых конденсатов месторождений Шуртан и Майманак, количественная оценка изоолефинов и ароматических углеводородов в их компонентном составе, а также обоснование инженерно-технологических направлений переработки данного сырья. В ходе исследования были применены методы вакуумной разгонки (аппарат АРН-2), лабораторной ректификации и газовой хроматографии (Agilent-8890, ASTM D6729-20) [4, 11]. Результаты показали, что содержание ароматических углеводородов в ГК Шуртан составляет 25–29% масс., а в ГК Майманак выявлено 5,72% олефинов (изоолефинов) и 17,95% ароматических соединений. Установлено, что данные конденсаты обладают высоким потенциалом для производства растворителей (сольвент, уайт-спирит), продукции для резиновой промышленности и нефтехимического синтеза [5, 10].

ABSTRACT

Efficient utilization of local raw materials is of strategic importance for the development of the oil and gas chemical industry of Uzbekistan. Gas condensates (GC) serve not only as fuel but also as an important source for producing high value-added chemical products. The main objective of this study is to determine the physicochemical properties of gas condensates from the Shurtan and Maymanak fields, to quantitatively evaluate isoolefins and aromatic hydrocarbons in their component composition, and to substantiate engineering and technological directions for processing this raw material.

The study employed vacuum distillation (ARN-2 apparatus), laboratory rectification, and gas chromatography (Agilent-8890, ASTM D6729-20) [4, 11]. The results showed that the content of aromatic hydrocarbons in Shurtan gas condensate is 25–29 wt.%, while in Maymanak gas condensate 5.72 wt.% of olefins (including isoolefins) and 17.95 wt.% of aromatic compounds were identified. It was established that these condensates have high potential for the production of solvents (solvent naphtha, white spirit), products for the rubber industry, and petrochemical synthesis [5, 10].

Ключевые слова: газовый конденсат, инженерия процессов, ароматические углеводороды, изоолефины, хроматография, Шуртан, Майманак.

Keywords: Gas condensate, process engineering, aromatic hydrocarbons, isoolefins, chromatography, Shurtan, Maymanak.

Введение

Газовые конденсаты являются ценным углеводородным сырьем, занимающим промежуточное положение между нефтью и природным газом [10]. В условиях развития нефтегазохимического кластера Узбекистана актуальной задачей является углубленная переработка газовых конденсатов для получения не только моторных топлив, но и высоколиквидных химических продуктов [5]. В частности, наличие в составе конденсатов ароматических углеводородов (бензол, толуол, ксилолы) и изоолефинов открывает возможности для производства растворителей, сырья для лакокрасочной и резиновой промышленности, а также компонентов высокооктановых бензинов [6, 7].

Месторождения Шуртан и Майманак являются одними из крупнейших источников газового конденсата в регионе. Однако их химический состав требует детального изучения с применением современных аналитических методов для определения оптимальных схем переработки. Целью данной работы является комплексный анализ физико-химических свойств и группового состава газовых конденсатов данных месторождений с точки зрения процессной инженерии.

Объекты и методы исследования

Объектами исследования служили стабилизированные газовые конденсаты месторождений Шуртан и Майманак. Отбор проб и подготовка образцов осуществлялись в соответствии со стандартом O'zDSt 2978:2015 [1].

Физико-химические показатели определялись по стандартным методикам (ГОСТ): плотность (ГОСТ 3900) [2], содержание серы (ГОСТ 32139), содержание воды (ГОСТ 2477), механические примеси (ГОСТ 6370).

Фракционный состав изучался методом вакуумной разгонки на лабораторной ректификационной колонке и на аппарате АРН-2 [3, 11]. Для определения истинных температур кипения (ИТК) и физико-химических свойств фракций использовался пикнометрический метод и рефрактометр ИРФ-454В.

Детальный компонентный анализ проводился с использованием газового хроматографа «Agilent-8890» по методу ASTM D6729-20 [4]. Данный метод позволил идентифицировать индивидуальные углеводороды (парафины, изопарафины, олефины, нафтены, ароматические углеводороды) в диапазоне от C3 до C12+ [12].

Результаты и их обсуждение

 Физико-химические свойства газовых конденсатов. Основные физико-химические показатели исследуемых конденсатов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Физико-химические свойства газовых конденсатов Шуртан и Майманак

Как видно из таблицы 1, оба конденсата характеризуются низким содержанием серы и воды, что делает их экологически благоприятным сырьем [5]. Плотность Майманакского ГК несколько выше (0,774 кг/м³), что может указывать на большее содержание тяжелых фракций и ароматических соединений.

Фракционный состав. Результаты разгонки конденсатов представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Фракционный состав газовых конденсатов (температуры выкипания, °С)

Шуртанский ГК относится к более легким конденсатам (начало кипения 60°С), тогда как Майманакский ГК имеет более широкий температурный диапазон кипения (80–285°С) [3]. Потенциал фракции 120–220°С для Майманакского ГК составляет свыше 54%, что является ценным сырьем для производства растворителей [11].

Групповой и компонентный состав. Наиболее важные данные были получены в ходе хроматографического анализа Майманакского ГК (Таблица 3).

Таблица 3.

Групповой состав Майманакского ГК (по данным хроматографии Agilent-8890)

В составе Майманакского ГК идентифицировано более 100 индивидуальных компонентов [4, 12]. Ключевые компоненты, представляющие промышленный интерес, приведены ниже:

Ароматические углеводороды: Бензол (5,94%), Толуол (6,94%), м-Ксилол (2,07%), о-Ксилол (0,65%), п-Ксилол (0,64%).

Изоолефины и изопарафины: Изопентан (9,37%), 2,3-диметил-1-бутен (0,97%), различные С7-С8 олефины.

Нафтены: Метилциклопентан (3,39%), Циклогексан (4,44%), Метилциклогексан (6,00%).

Для Шуртанского ГК групповой анализ, проведенный методом сульфирования, показал содержание ароматических углеводородов на уровне 25–29% масс., алифатических – 45% масс., нафтеновых – 24–26% масс. Средний молекулярный вес составляет 164, показатель преломления 1,4417 [5, 11].

Технологические перспективы использования

Анализ физико-химических свойств и компонентного состава позволяет сделать вывод о высоких перспективах переработки данных конденсатов в следующих направлениях [6, 7, 9]:

Производство растворителей: Высокое содержание ароматики (особенно в Шуртанском ГК) и наличие фракций 120–220°С позволяет производить растворители типа сольвент и уайт-спирит, отвечающие требованиям лакокрасочной промышленности.

Резиновая промышленность: Выделенные фракции могут использоваться как экстракционные растворители в производстве резины.

Нефтегазохимия: Индивидуальные ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилолы) могут быть выделены как сырье для синтеза ароматических соединений [8, 10].

Компоненты топлив: Изоолефины и изопарафины могут служить компонентами для повышения октанового числа бензинов [7].

Изменения физико-химических свойств в зависимости от температуры кипения фракций являются умеренными (не скачкообразными), что указывает на их сочетаемость в технологиях получения различных веществ и соединений [5].

Заключение

Газовые конденсаты месторождений Шуртан и Майманак характеризуются низким содержанием серы и воды, что подтверждает их качество как экологически чистого сырья [1, 10].

Установлено высокое содержание ароматических углеводородов в ГК Шуртан (25–29%) и наличие значительной доли изоолефинов (5,72%) и ароматики (17,95%) в ГК Майманак [4, 11].

Хроматографический анализ позволил идентифицировать ключевые компоненты: бензол, толуол, ксилолы, изопентан и различные изоолефины, что определяет химическую ценность сырья [12].

Результаты исследования обосновывают целесообразность использования данных конденсатов для производства растворителей, продукции для резиновой и лесохимической промышленности, а также в качестве сырья для нефтехимического синтеза [5, 6, 9].

Полученные данные могут быть использованы для разработки технологических регламентов и моделирования процессов переработки на промышленном уровне [7, 11].

Список литературы:

1. O'zDSt 2978:2015. Газовые конденсаты. Общие технические условия. – Ташкент: Агентство «Узстандарт», 2015. – 24 с.
2. ГОСТ 3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 18 с.
3. ГОСТ 2177-99. Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. – 22 с.
4. ASTM D6729-20. Standard Test Method for Determination of Individual Components in Spark Ignition Engine Fuels by High Resolution Capillary Column Gas Chromatography. – West Conshohocken, PA: ASTM International, 2020. – 31 p.
5. Тураев Т.Б., Ахмедов Ш.А. Технология переработки газовых конденсатов Узбекистана: монография. – Ташкент: Фан ва технология, 2023. – 312 с.
6. Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Часть 2. Деструктивные процессы. – М.: КолосС, 2008. – 334 с.
7. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. – М.: Химия, 1980. – 376 с.
8. Mushrush G.W., Speight J.G. Petroleum Products: Instability and Incompatibility. – Washington, D.C.: Taylor & Francis, 1995. – 288 p.
9. Gary J.H., Handwerk G.E., Kaiser C.W. Petroleum Refining: Technology and Economics. – 5th ed. – Boca Raton: CRC Press, 2007. – 648 p.
10. Алиев Р.Р., Лашхи В.Л. Химия и технология природных газов и газовых конденсатов. – М.: Химия, 1985. – 288 с.
11. Отчеты лабораторных исследований газовых конденсатов месторождений Шуртан и Майманак. – Ташкент: ТашИХТ, 2023–2024. – 156 с.
12. Жураев Ш., Мураталиева Н.Х. Анализ компонентного состава газовых конденсатов методом газовой хроматографии // Вестник Ташкентского института химической технологии. – 2024. – № 2. – С. 45–53.