Ингибитор ученых КФУ безопасен для живых организмов и окружающей среды

Новый класс веществ представляет из себя большой интерес с точки зрения разработки реагентов комплексного действия.  

Исследование отражает актуальную повестку проекта «Приоритет-2030: Российский энергетический переход: баланс природного потенциала и глобальных трендов.

Образование газовых гидратов считается одной из наиболее серьезных проблем при добыче и транспортировке углеводородов, особенно в северных регионах. Газовые гидраты представляют собой кристаллические льдоподобные соединения и состоят из молекул газа, находящихся в ячейках из молекул воды. Отметим, поток углеводородного сырья содержит, как правило, кроме жидких углеводородов,  попутный газ и пластовую воду, в присутствии которых, при в условиях низких температур и высоких давлений, формируются так называемые гидратные пробки. Препятствие потока флюида может привести к аварийным ситуациям, токсичным выбросам в окружающую среду и угрозе безопасности людей.

Ещё одной острой проблемой для нефтегазовой промышленности является коррозия оборудования. Широко используемая углеродистая сталь, несмотря на прочность и твёрдость, подвержена коррозии в агрессивных средах. Коррозия оборудования при ненадлежащей его эксплуатации и несвоевременной замене становится также причиной аварийных ситуаций. Отдельное внимание специалистов уделено  высокой минерализации пластовых вод, приводяще к риску солеотложения на контактной поверхности трубопровода или иного оборудования, что так же негативно влияет на стабильность транспортировки сырья.

Одним из возможных эффективных и выгодных вариантов решения заявленных проблем является использование специальных нефтепромысловых реагентов – ингибиторов данных процессов. Однако для каждой проблемы необходим свой реагент, что ведёт к снижению эффективности данных веществ при взаимодействии друг с другом, а также увеличению расходов на инфраструктуру – транспортировку, хранение и регенерацию реагентов. Помимо этого, использование большого количества реагентов отрицательно влияет на экологию. Таким образом, созданию многофункциональных, эффективных, безопасных для человека и окружающей среды реагентов – ингибиторов гидратообразования, коррозии и солеотложения в одной молекуле, можно присвоить статус повышенной важности.

 «Работа наших ученых по развитию импортозамещения и разработки новых реагентов, связанных с добычей углеводородов, реализуется в рамках федеральной программы «Приоритет-2030», участником которой является Казанский федеральный университет. Значимость для отечественной экономики тех разработок, которые сегодня делают ученые, сложно переоценить: мы все заинтересованы в том, чтобы добыча углеводородов велась в оптимальном для окружающей среды режиме и полностью соответствовала экологическим требованиям», — отмечает проректор КФУ по направлениям нефтегазовых технологий, природопользования и наук о Земле Данис Нургалиев.

Ранее группой учёных НИЛ Гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов были разработаны бифункциональные реагенты на основе водорастворимых полиуретанов, способные эффективно предотвращать гидратообразование и коррозию. Кроме того, указанные реагенты оказались биоразлагаемы в естественной среде. Подробности работы ученые опубликовали в Molecules.

В одном из последних исследований, опубликованных в BioNanoScience,  данная работа была продолжена, а ингибиторы на основе полиуретанов были протестированы на предмет их аллергенной и мутагенной активности in vivo.

«Итоги лабораторных исследований демонстрируют, что данные соединения в концентрации 1% не оказывают отрицательного действия на организм лабораторных животных и не представляют мутагенной опасности», — сообщила младший научный сотрудник НИЛ Гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов ИГиНГТ Юлия Зарипова.

Работа велась в соответствии с общеевропейскими требованиями к животным, использованным в эксперименте. Получено одобрение Этического комитета по экспериментальному использованию лабораторных животных исследовательского учреждения. Экспериментальные животные находились в одинаковых условиях содержания и кормления. Параметры окружающей среды соответствовали санитарно-гигиеническим нормам, принятым для биоклиник. В опыт брали клинически здоровых животных, прошедших до начала эксперимента 21-дневный карантин. В результате исследований получили положительные данные о безопасности новых реагентов.

«Работа выполнена в рамках совместного проекта РФФИ с Норвегией (№ 20-55-20010), в настоящем исследовании решается очень важная задача — разработка многофункционального реагента для борьбы с тремя видами осложнений, при этом он должен быть нетоксичным и безопасным для окружающей среды. В рамках работы мы сделали первые успешные шаги в этом направлении. Получили реагенты с двумя функциями, которые не опасна для живых организмов и могут применяться на морских месторождениях, в том числе Арктического шельфа», — подчеркнул заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудоизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.