В КФУ разработали экологический метод обессеривания модельных соединений тяжелой нефти

Исследование получило поддержку Российского научного фонда в рамках лаборатории мирового уровня.

Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ первыми использовали изотопные метки для изучения взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти.

Технологии подземной частичной переработки тяжелых нефтей являются перспективным направлением развития нефтегазовой отрасли. Как показали результаты последнего исследования научной группы Казанского федерального университета важную роль в этих процессах играет вода, которая выступает не только в качестве среды, но и сама участвует в химических процессах в качестве реагента при гидротермальном обессеривании, сообщают в КФУ.

Проведенное  исследование, результаты которого были опубликованы в Chemical Engineering Journal, открывает новые данные для понимания химических превращений в нефтяном пласте при гидротермальном воздействии с использованием каталитических композицийю. Это в свою очередь имеет важное практическое значение для нефтегазовой индустрии, позволяя эффективно и экологически безопасно перерабатывать тяжёлые нефти, снижая содержание серы и улучшая качество продукции.

«Инновационность работы заключается в использовании изотопных меток для оценки роли воды в качестве химического агента в процессах гидротермального обессеривания. Это первый случай, когда такой подход применяется для изучения механизма взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти. Дополнительно использование стеарата никеля в качестве нефтерастворимого катализатора показало значительное улучшение процесса, открывая новые перспективы для применения катализаторов в гидротермальных условиях», – сообщил младший научный сотрудник лаборатории мирового уровня, поддержанной РНФ, Амин Аль-Мунтасер.

Роль воды в процессах гидротермального обессеривания модельных компонентов нефти подтверждена комплексом физико-химических методов анализа. Научной группе удалось достичь высокой степени обессеривания при использовании никель стеарата в качестве нефтерастворимого прекурсора катализатора, что увеличило степень конверсии до 97,34%.

«Важные выводы о роли воды в процессах каталитического и некаталитического гидротермального обессеривания не только обогащают теоретическую базу в этой области, но и обосновывают комбинированное использование закачки водяного пара и катализаторов для улучшения показателей конверсии и обессеривания тяжелой нефти, тем самым предлагая идеи по оптимизации методов освоения запасов нетрадиционных источников углеводородного сырья», – объяснил младший научный сотрудник лаборатории Чжоу Сяодун.

Дополнительно было установлено, что в процессе гидротермального воздействия стеарат никеля преобразовывается в частицы сульфидов и полисульфидов, что оказывает влияние на скорость протекания исследуемых процессов.

«В данной работе нами проведен целый комплекс экспериментальных и теоретических исследований, который позволяет понять механизмы химических процессов, протекающих при гидротермальном воздействии на тяжелые нефти, которые представляют собой сложные системы. Для этого были использованы модельные серосодержащие компоненты. Важно отметить эффективность применения каталитических добавок, которые могут быть использованы для промышленных задач», –  резюмировал руководитель проекта, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.

Результаты исследования предоставляют нефтегазовой отрасли экологически чистый и эффективный метод снижения содержания серы в тяжёлых нефтях и нефтяных остатках, что позволяет значительно улучшить качество конечной продукции. Этот метод может быть интегрирован в существующие технологии переработки нетрадиционных углеводородных ресурсов, обеспечивая экономически эффективное производство, а также снижение вредных выбросов в окружающую среду.