Ученые КФУ разработали биметаллические катализаторы со шпинельной структурой
Российская нефтеперерабатывающая промышленность во многом зависит от зарубежных поставщиков катализаторов. Казалось бы, объемы их небольшие, а вот значимость ни в чем не уступает уровню национальной безопасности, так как без катализаторов невозможен выпуск современного топлива и процессы глубокой нефтепереработки. В условиях стремительного повышения цен, как на «черное золото», так и на энергию в целом, особое внимание ученых приоритетного направления «Эконефть» придается финансово доступным технологиям, которые способны не хуже своих «предшественников» увеличить эффективность нефтедобычи. Например, катализатор, созданный научной группой сотрудников НИЛ «Внутрипластовое горение» , способен улучшить качество нефти отнюдь не хуже своего дорогостоящего прототипа, создаваемого на основе кобальта. Результаты исследования отмечены в ScienceDirect и Scopus .
«Разрабатывая эффективный катализатор, мы поработали с частицами биметаллической системы, способными не только улучшить качество нефти за счет частичной переработки её в пласте. Железо и кобальт позволяют точечно разрушить определенные связи, снижая уровень высокомолекулярых компонентов, а именно смол и асфальтенов», – рассказал младший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Фирдавс Алиев.
Как сообщают ученые, главной целью работы является исследование влияния новых катализаторов на акватермолиз нефти. На основе мёссбауэровских исследований, было проанализирован состав катализатора при различных температурах воздействия на нефть в среде водяного пара. Благодаря мёссбауэровскому методу, было обнаружено, что при взаимодействии перегретого пара с железом и кобальтом, а также с компонентами нефти, формируются как индивидуальные оксиды и сульфиды соответствующих металлов, так и со шпинельной структурой, т.е. уникальный тип катализаторов со смешанным оксидами и сульфидами железа и кобальта. Научная группа подтвердила свои догадки о воплощении синергетического эффекта, усиливающей каталитическую активность на основе полученных данных об улучшении состава и снижении вязкости тяжёлой нефти с месторождения республики Татарстан.
«В данном случае воздействие температуры и пара будет выступать как гидротермальный синтез таких шпинельных катализаторов. Совокупность двух металлов в кристаллической решетке катализатора даёт возможность установить его оптимальный состав, при котором активность будет такая же, как у кобальта, однако цена будет более доступной, и всё это за счет частичной замены кобальта на железо в составе катализатора», – отметил преимущества катализатора старший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Сергей Ситнов.
Идея получения нефти более высокого качества посредством катализатора не нова. Но и отказаться от создания и использования катализаторов мир уже вряд ли сможет – в случае перебоев или и вовсе отмены поставок, встанет не просто любой завод, но и каждый автомобиль в России. Однако, многие среди существующих, либо малоэффективны, или очень дороги. Проведенная работа казанских нефтехимиков по разработке доступных катализаторов, созданных на базе лабораторий приоритетного направления «Эконефть», позволяют предположить, что цели, определенные стратегией развития нефтегазовой отрасли, становятся ещё на шаг ближе к достижению.
