Томские ученые нашли новый способ «облегчать» тяжелую нефть

Томские ученые разработали новый каталитический метод, позволяющий эффективно «превращать» тяжелую нефть в легкую. Его использование повышает выход ценных фракций на 36% (таких как бензин и дизель) и резко снижает вязкость тяжелых нефтей.

Как сообщает пресс-служба Томского государственного университета, метод предполагает применение биметаллического катализатора на основе никеля и кобальта в сочетании с ацетоном. При его использовании выход побочных продуктов — газа и кокса — в исследуемой нефти снизился в 1,6 раза, а ее вязкость — почти в 5,5 раза. Внедрение этой технологии позволит эффективно перерабатывать тяжелые высоковязкие запасы нефти на существующих заводах даже без их модернизации. При этом сократятся расходы на дорогостоящие вторичные процессы очистки и увеличится общий выход востребованного топлива.

Отмечается, что биметаллические катализаторы на основе никеля и кобальта формируются прямо в процессе переработки (in situ) своих предшественников — солей этих металлов, растворенных в ацетоне.

— Мы наблюдали синергетический эффект, — объясняют авторы работы. — Никель ускоряет разрушение тяжелых смол и асфальтенов, а кобальт подавляет их повторную конденсацию в кокс. Ацетон же играет ключевую роль: он не только идеально распределяет катализатор в сырье, но и сам участвует в реакциях, интегрируясь в состав получаемых углеводородов и дополнительно замедляя образование кокса. В качестве растворителя, помимо ацетона, мы изучали также воду и этанол. Ацетон показал наилучшие результаты, а поскольку расход его невелик — около 4 кг на тонну нефти, его использование является экономически оправданным.

Первым объектом исследования выступила тяжелая нефть Зюзеевского месторождения (Республика Татарстан). Она характеризуется высоким содержанием серы (4,53%), смолисто-асфальтеновых компонентов (31,9%) и низким содержанием легких фракций (30,8 мас.%). Эксперименты с данной нефтью показали, что новый метод увеличивает выход легких фракций (бензиновых и дизельных) на 36,1%. Вязкость нефти при этом снизилась в 5,4 раза — с 743 до 138 кв.мм/с. Количество вредных побочных продуктов, напротив, уменьшилось — выход кокса и газа сократился в 1,6 раза, а содержание серы в жидких продуктах упало на 44%.

Таким образом, разработанный томскими учеными метод позволяет получать из тяжелого сырья так называемую синтетическую нефть, чьи свойства — пониженная вязкость, высокая доля светлых фракций, малое содержание серы и кокса — близки к характеристикам легких и средних нефтей.

— Сейчас мы увеличиваем сырьевую базу и проводим дополнительные исследования, чтобы с большей уверенностью говорить об универсальности метода. Кроме того, стараемся масштабировать процесс на проточной установке, имитирующей установки непосредственно на нефтеперерабатывающих заводах. Но уже ясно, что исследуемые нами процессы можно использовать на существующих мощностях отечественных НПЗ без их существенной модернизации. А необходимые реактивы, в том числе используемый прекурсор катализатора, производятся на территории России, что облегчит их поставки на предприятия, — подчеркивает руководитель этого блока проекта, старший научный сотрудник Институт химии нефти СО РАН Никита Свириденко.

В исследовании приняли участие ученые из ТГУ, Института химии нефти СО РАН и Томского политеха.

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».