Легкая и тяжелая нефть (или тяжелый нефтяной остаток) различаются по плотности и составу углеводородов. Легкая нефть содержит больше низкомолекулярных углеводородов, легко перерабатывается и дает высокий выход бензина, дизеля и керосина. Тяжёлая нефть более густая, содержит больше сложных молекул и примесей, таких как полициклические ароматические углеводороды и соединения серы.
Переработка тяжелой нефти — процесс сложный, дорогостоящий и энергоемкий. Он требует жестких условий: температуры 400–500 °C и подачи газообразного водорода под высоким давлением. Главной задачей ученых остается увеличение выхода светлых нефтепродуктов и одновременное снижение энергозатрат на их получение.
Тяжёлые нефтяные остатки характеризуются высокой плотностью и большим количеством сложных полициклических ароматических соединений. Их крупные молекулы с трудом проникают в поры промышленных катализаторов, что замедляет химические реакции и приводит к быстрому блокированию активных центров. В результате эффективность переработки снижается.
Исследователи предложили перерабатывать тяжелую нефть с помощью термического процесса, используя алюмокобальтмолибденовый катализатор гидроочистки, который уже отработал в обычных установках. Хотя он меньше подходит для обычной очистки топлива от серы, этот катализатор всё ещё хорошо справляется с переносом водорода в процессе переработки тяжелого сырья.
Дополнительно ученые отказались от применения газообразного водорода, заменив его промышленной фракцией — гидрированным легким газойлем каталитического крекинга. Этот побочный продукт переработки вовлекается в процесс как альтернативный источник водорода.
Испытания проводились в автоклаве при различных сочетаниях сырья, катализатора и добавок. По итогам экспериментов зафиксирован более высокий выход светлых фракций и улучшение их качества при одновременном снижении технологической нагрузки. По оценке разработчиков, предложенный подход позволяет повысить эффективность переноса водорода и работать в более мягких режимах, что открывает возможности для удешевления и модернизации переработки тяжелой нефти на НПЗ.
