ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПЕРЕРАБОТКИ СВЕРХТЯЖЁЛОЙ НЕФТИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ЯНГИ УЗБЕКИСТАН»

АННОТАЦИЯ

В статье представлен анализ технологических решений переработки сверхтяжёлой и битуминозной нефти месторождения «Янги Узбекистан». Акцент сделан на подготовке сырья, электрообезвоживании и электродесальтации, а также на процессах гидрогенизационной конверсии остаточных фракций в установках с кипящим слоем катализатора и в суспензионных реакторах. Рассмотрено, что глубокая конверсия с десульфуризацией и деметаллизацией формирует синтетическую нефть плотностью около 28–32 градусов API и низкосернистые дистиллятные компоненты, одновременно снижая образование кокса и тяжёлого мазута. Определены ключевые требования к водородному обеспечению, системам сероочистки и замкнутому водному обороту как критическим факторам промышленной реализации.

ABSTRACT

This review‑analytical article examines processing solutions for extra‑heavy and bituminous oil from the Yangi Uzbekistan field. The focus is on feed preparation, electrostatic dehydration and desalting, and residue hydroconversion in ebullated‑bed units and slurry reactors. Deep conversion with desulfurization and demetallization yields synthetic crude of about 28–32 API and low‑sulfur distillate blendstocks while reducing coke and heavy fuel oil formation. Key requirements are set for hydrogen supply, sulfur recovery systems, and closed‑loop water management as critical factors for industrial deployment.

Ключевые слова: природный битум, электрообезвоживание, электродесальтация, гидрогенизационная конверсия, гидрокрекинг, синтетическая нефть.

Keywords: natural bitumen, electrical dehydration, electrical desalting, hydrogenation conversion, hydrocracking, synthetic oil.

Введение

Сверхтяжёлые высоковязкие нефти и природные битумы рассматриваются сегодня как важный дополнительный источник углеводородов в мире. Их разведанные ресурсы сопоставимы, а по некоторым оценкам даже превышают запасы традиционных лёгких нефтей. Сверхвязкие нефти характеризуются аномально высокой плотностью (920–1000 кг/м³) и вязкостью (десятки тысяч мПа·с), повышенным содержанием смол, асфальтенов, серы и металлов. Эти свойства осложняют добычу, транспортировку и переработку таких нефтей, требуя применения специальных технологий.

Узбекистан исторически добывал преимущественно лёгкую нефть, однако в 2022 году здесь было открыто крупнейшее в стране месторождение сверхвязкой нефти и битума «Янги Узбекистан» [1]. Оно расположено в Зарафшанской впадине на границе Самаркандской и Навоийской областей. Геологические запасы битуминозной нефти оцениваются примерно в 100 млн тонн. Открытие этого месторождения резко повысило потенциальные запасы нефти Узбекистана и стало частью стратегии по наращиванию нефтедобычи в стране. Таким образом, перед отраслью остро встали задачи разработки технологий эффективной добычи и переработки сверхтяжёлой нефти на промышленной основе [2].

Целью настоящего исследования является проведение обзорно-аналитического анализа современных технологических решений переработки сверхтяжёлой нефти месторождения «Янги Узбекистон» и определение наиболее перспективных направлений её апгрейдинга до синтетической нефти, соответствующей стандартам переработки на НПЗ.

Задачей исследования является анализ физико-химических свойств сверхтяжёлой нефти месторождения «Янги Узбекистон», оценка эффективности методов её подготовки (электрообезвоживание и электродесальтация), а также рассмотрение и сравнение современных технологий глубокой переработки — гидроконверсии, гидрокрекинга, гидроочистки, висбрекинга и коксования — по выходу продуктов, качеству синтетической нефти, экономическим и экологическим показателям с учётом условий промышленной реализации в Узбекистане.

Материалы и методы

Нефть месторождения «Янги Узбекистан» относится к категории сверхтяжёлых битуминозных углеводородов и характеризуется экстремально высокой вязкостью и плотностью. По лабораторным данным, её динамическая вязкость достигает около 138 000 мПа·с при 50 °С, а при пластовых температурах (~20–30°С) возрастает до миллионов мПа·с, что фактически соответствует неподвижному битуму. Плотность нефти варьирует в пределах 0,98–1,0 г/см³. Групповой состав отличается низким содержанием лёгких фракций (насыщенные углеводороды ~9%, ароматические ~24%) и высоким содержанием смол и асфальтенов (в сумме около 67%). Массовая доля серы достигает 8–8,5%, азота — около 2,5%, кислорода — ~2%. Эти показатели указывают на глубокую деградацию органического вещества и подтверждают принадлежность к природным битумам. Дополнительным осложняющим фактором является высокая обводнённость скважинной продукции (98–99%).

Для анализа технологических решений переработки сверхтяжёлой нефти были использованы следующие материалы и методы [3]:

1. Лабораторные исследования состава и свойств нефти. Рассматривались данные по групповому составу, вязкостно-температурным зависимостям, содержанию гетероатомов и изменениям физико-химических характеристик под действием термических и каталитических процессов [4].

2. Методы подготовки сырья. Анализировались результаты применения электрообезвоживания и электродесальтации для снижения содержания воды и солей в продукции. Рассматривались параметры, обеспечивающие подготовку нефти к глубокой переработке без риска коррозии и отложений.

3. Лабораторное моделирование процессов апгрейдинга. Изучались результаты автоклавных экспериментов по акватермолизу с использованием алюмосодержащих катализаторов, показавших снижение вязкости в 1,5 раза за счёт частичного разрушения смолисто-асфальтеновых структур.

4. Технологии глубокой переработки. Проведён обзор промышленных процессов гидрогенизационной конверсии (в суспензионных реакторах и установках с кипящим слоем катализатора), гидрокрекинга, гидроочистки, а также традиционных методов — висбрекинга и коксования вакуумного остатка. Особое внимание уделено опыту Венесуэлы (Orinoco Belt) и Канады (upgrader-заводы), где сверхтяжёлая нефть успешно преобразуется в синтетическую нефть плотностью 28–32°API [5].

Таким образом, материалы и методы исследования включают анализ исходных свойств сверхтяжёлой нефти, рассмотрение методов её подготовки и лабораторное моделирование катализаторного воздействия, а также сравнительное изучение современных технологий глубокой переработки, позволяющих получать синтетическую нефть, пригодную для транспортировки и переработки на НПЗ.

Результаты и обсуждение

Анализ данных показал, что применение электрообезвоживания позволяет снизить содержание воды в продукции с 98–99% до 0,5–1,0%, а электродесальтации — сократить концентрацию солей с 350 мг/л до менее 10 мг/л. Это обеспечивает подготовку сырья к глубокой переработке.

По данным о гидрогенизационной конверсии установлено, что при температуре 420–440°С и давлении 15–17 МПа глубина превращения вакуумного остатка достигает 85–90%. Полученные продукты характеризуются плотностью 28–32°API и содержанием серы менее 0,5%, что делает их сопоставимыми с синтетической нефтью, перерабатываемой на современных НПЗ. Использование алюмосодержащих катализаторов акватермолиза снижает вязкость в 1,5 раза и увеличивает выход жидких продуктов на 12–15% по сравнению с коксованием, при этом образование твёрдого кокса уменьшается примерно вдвое.

С экологической точки зрения выявлено, что применение гидроконверсии и катализаторных технологий снижает содержание полициклических ароматических углеводородов в продуктах на 35–40%. Внедрение замкнутого водооборота позволяет сократить сброс сточных вод на 90%.

Сравнительный анализ технологических процессов апгрейдинга (табл. 1) показал, что гидрогенизационная конверсия превосходит коксование и висбрекинг по глубине переработки, выходу жидких продуктов и качественным характеристикам синтетической нефти.

Таблица 1.

Сравнительный анализ технологий переработки сверхтяжёлой нефти

На основании проведённого обзора и сравнительного анализа можно сделать вывод, что наиболее перспективным направлением переработки сверхтяжёлой нефти месторождения «Янги Узбекистан» является гидрогенизационная конверсия. Данный процесс обеспечивает высокий выход жидких продуктов, существенное снижение содержания серы и минимальное образование кокса, что выгодно отличает его от традиционных термокаталитических процессов (коксование, висбрекинг).

Вместе с тем выявлено, что внедрение установок гидроконверсии требует значительных инвестиций и развитой инфраструктуры по обеспечению процесса водородом (1000–1200 м³/т сырья). Для Узбекистана это ставит задачу создания специализированных газохимических производств и сероочистных комплексов.

Заключение

Таким образом, проведённый анализ показывает, что переработка сверхтяжёлой нефти месторождения «Янги Узбекистан» требует применения комплекса технологий, включающих электрообезвоживание, электродесальтацию и глубокую гидрогенизационную конверсию. Эти процессы позволяют снизить содержание воды и солей, обеспечить формирование синтетической нефти плотностью 28–32°API с низким содержанием серы, а также существенно повысить выход жидких продуктов при минимальном образовании кокса. Использование катализаторов и внедрение замкнутого водооборота дополнительно усиливают экономическую и экологическую эффективность технологических решений. Вместе с тем промышленная реализация требует создания водородной инфраструктуры и сероочистных мощностей, что связано с крупными инвестициями.

Учитывая, что месторождение «Янги Узбекистан» является относительно молодым объектом, исследования в этой области продолжаются, направлены на поиск наиболее перспективных и адаптированных к региональным условиям методов переработки. Это открывает возможности для внедрения инновационных технологий и долгосрочного обеспечения страны новым источником стратегически важного углеводородного сырья.

Список литературы:

1. Sanoat Energetika Guruhi и Kontiki-Exploration открыли крупнейшее месторождение нефти и битума в Узбекистане // UzDaily. – 29.06.2022. – URL: https://www.uzdaily.uz/ru/.
2. Чертенков М. Названы планы по добыче с месторождения «Янги Узбекистан» // Trend (сообщение на Caliber.az). – 25.12.2022. – URL: https://caliber.az/post/nazvany-plany-po-dobyche-s-mestorozhdeniya-yangi-uzbekiston.
3. Галиуллин Э.А., Фахрутдинов Р.З. Новые технологии переработки тяжелых нефтей и природных битумов // Вестник Казанского технологического университета. – 2016. – Т. 23, №4. – С. 30–36. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/novye-tehnologii-pererabotki-tyazhelyh-neftey-i-prirodnyh-bitumov.
4. Akhunov A.A., Aliev F., Mukhamadiev N., et al. Aquathermolytic Upgrading of Zarafshanian Extra Heavy Oil Using Ammonium Alum // Molecules. – 2025. – Vol. 30, no. 14. – Article 3013. – 21 p. – DOI: https://doi.org/10.3390/molecules30143013.
5. Canada Energy Regulator. Market Snapshot: Trends in In-Situ Bitumen Production. – CER Report. – 05.04.2023. – URL: https://www.cer-rec.gc.ca/.