Главная – Журналы – Поиск по журналам

В решении экологических проблем загрязнения нефтью и нефтепродуктами Арктического шельфа актуально применение космических снимков, которые позволяют проводить мониторинговые наблюдения за состоянием нефтедобывающих территорий и своевременно выявить и оценить риски нефтяного загрязнения труднодоступных и уязвимых наземных тундровых и морских экосистем. На основе дистанционных и наземных данных построены зоны риска нефтезагрязнения на территории о-ва Колгуев. Рассмотрено экологическое состояние почв и прибрежной воды острова. С применением аборигенной психрофильной микрофлоры, стимулированной питательными минеральными субстратами, предложена технология очистки нефтезагрязненных участков.

На основе высококремнеземного цеолита семейства пентасил типа MFI с силикатным модулем 40 приготовлены катализаторы, содержащие введенный различными способами рений. Модифицирование цеолита рением приводит к изменению его текстурных характеристик: уменьшению величин удельной поверхности, объема и диаметра пор. Наиболее заметное снижение этих показателей наблюдается при использовании методов пропитки и ионного обмена. Применение ренийсодержащих цеолитных катализаторов в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти позволяет увеличить выход жидких продуктов - высокооктановых бензинов, характеризующихся пониженным содержанием ароматических углеводородов и высоким показателем октанового числа. Снижение ароматизирующей активности ренийсодержащих образцов способствует, наряду с улучшением экологических характеристик получаемых бензинов, увеличению времени стабильной работы катализаторов. Введение рения существенно снижает количество коксовых отложений, образующихся на исследуемых катализаторах в ходе процесса за счет повышения скорости реакции гидрирования. По динамике образования коксовых отложений Re/MFI катализаторы, приготовленные различными способами, располагаются в следующий ряд: ионный обмен < ультрадисперсный порошок < пропитка < смешение с солью < без модифицирования. Углеродные продукты уплотнения, образующиеся на ренийсодержащих катализаторах, менее конденсированы и более однородны по сравнению с коксом, содержащимся на немодифицированном цеолите. По степени снижения каталитической активности или ароматизирующей способности за одинаковое время работы исследуемые катализаторы можно расположить в следующий ряд: MFI (без модифицирования) > Re/MFI (ионный обмен) > Re/MFI (ультрадисперсный порошок) > Re/MFI (пропитка) > Re/MFI (смешение с солью).

Изучены закономерности превращения компонентов природного и попутного нефтяного газов в ароматические углеводороды на цеолитных катализаторах, модифицированных активными металлическими добавками. Согласно полученным данным, исследуемые катализаторы проявляют высокую активность в процессе ароматизации низших алканов С₂-С₄. Селективность образования ароматических углеводородов при 550 °С на образцах Ga-АС и Zn-ZSM-5 составляет 44.6 и 37.8 % соответственно при практически полном превращении исходного сырья. Наибольшей каталитической активностью и селективностью в процессе превращения природного газа в ароматические углеводороды обладает Zn-содержащий цеолит. Выход ароматических углеводородов на нем при 650 °С достигает 26.7 %, что на 9.0 и 19.0 % выше, чем на Ga-содержащем и немодифицированном цеолитах соответственно. Обнаруженные отличия в поведении катализаторов обусловлены различными функциональными особенностями их активных центров, формирующихся при введении металлов в цеолитную матрицу. При превращении смеси С₂-С₄-алканов на цеолитсодержащих катализаторах выход ароматических углеводородов существенно выше, чем в случае использования природного газа, что связано с высокой термодинамической устойчивостью его основного компонента - метана. Методом дифференциального термического анализа изучена природа коксовых отложений, образующихся на поверхности исследуемых катализаторов в процессе ароматизации низкомолекулярных парафинов C₂-C₄. Установлена более высокая стабильность работы Zn-ZSM-5 в этом процессе по сравнению с Ga-содержащим цеолитом.

С использованием комплекса аналитических методов (элементный и функциональный анализы, определение молекулярных масс, спектроскопия ЯМР ¹H, структурно-групповой анализ и газовая хромато-масс-спектрометрия) изучены состав и строение азотистых оснований смолистых компонентов битуминозной нефти Ашальчинского месторождения Татарстана до и после их термической обработки (450 °С, инертная среда, 30 мин). Установлено, что азотистые основания исходных смол и полученных после термической обработки “вторичных” мальтенов представлены высоко- и низкомолекулярными соединениями. В обоих случаях преобладают высокомолекулярные основания, доля которых во “вторичных” мальтенах существенно ниже. Преобразованные основания характеризуются меньшими значениями средних молекулярных масс, что связано с протеканием при термическом воздействии реакций деструкции алкильных и нафтеновых фрагментов, приводящих к изменению их структуры и образованию более низкомолекулярных соединений. По данным структурно-группового анализа, усредненные молекулы значительной части высокомолекулярных оснований “вторичных” мальтенов более ароматичны за счет снижения числа нафтеновых циклов и числа парафиновых углеродных атомов в составе их структурных блоков. Низкомолекулярные основания “вторичных” мальтенов отличаются от низкомолекулярных оснований исходных смол большим числом нафтеновых циклов в структурных блоках их усредненных молекул. Среди основных соединений исходных смол и “вторичных” мальтенов присутствуют алкилзамещенные хинолины, бензохинолины, нафтохинолины, нафто[2,1,8-def]хинолины, тиофенохинолины, бензотиофенохинолины, максимум в распределении которых приходится на алкилбензохинолины. Для оснований “вторичных” мальтенов характерно более высокое относительное содержание алкилхинолинов и алкилтиофенохинолинов, а также повышенная доля структур с меньшим числом атомов углерода в алкильных заместителях.

Проведена оценка способности асфальтенов тяжелой нефти и нефтяных остатков генерировать низко- и высокомолекулярные компоненты в процессе термолиза при 290 °С. Установлено, что конверсия асфальтенов превышает 99 мас. % вне зависимости от степени их преобразований при ректификации тяжелой нефти. Асфальтены нефти генерируют максимальное количество смолистых веществ (21.4 мас. %), тогда как асфальтены мазута и гудрона - 9.4 и 7.3 мас. % соответственно. Показано, что термические превращения асфальтенов в процессе ректификации тяжелой нефти приводят к отщеплению от их молекул крупных структурных фрагментов, тем самым снижая способность асфальтенов генерировать смолистые вещества при 290 °С. При этом уплотняется молекулярная структура асфальтенов, что обусловливает увеличение их склонности к образованию коксоподобных продуктов в процессе низкотемпературного термолиза, выход которых для асфальтенов нефти, мазута и гудрона составляет 42.1, 54.4 и 58.1 мас. % соответственно. Установлено, что термические превращения асфальтенов в процессе ректификации тяжелой нефти не оказывают значительного влияния на их способность генерировать газ и масла при термической деструкции. Результаты проведенного исследования необходимо учитывать при разработке новых и модернизации существующих технологий первичной переработки тяжелого нефтяного сырья.

Изучены породы разреза нижнего мела четырех разведочных скважин нефтедобывающих площадей Ямало-Ненецкого автономного округа. Рассеянное органическое вещество (ОВ) пород охарактеризовано по составу углеводородов методом хромато-масс-спектрометрии, идентифицированы стераны, гопаны, нормальные и изопреноидные алканы, нафталины, фенантрены, сесквитерпаны, дибензотиофены и дибензофураны, ретен, кадален и симонеллит. Спектрофотометрическим методом определены металлопорфирины и перилен. Показано, что изученные отложения формировались в субокислительных условиях в бассейне седиментации при существенном вкладе в исходное ОВ как фитопланктона, так и наземной растительности, вблизи береговой линии моря или в прибрежном водоеме, периодически заливаемом морем. Термическая преобразованность ОВ соответствует главной зоне нефтеобразования.

Изучено влияние комплексного воздействия низкочастотной акустической обработки, деэмульгаторов и температурного фактора на устойчивость и структурно-механические свойства водонефтяных эмульсий парафинистой малосмолистой нефти Игнялинского месторождения. После низкочастотной акустической обработки эмульсий происходит диспергирование капель водной фазы с увеличением их количества. Акустическая обработка и ввод деэмульгатора не приводят к разрушению водонефтяных эмульсий (10 мас. %), стабилизируя их за счет увеличения раздробленности дисперсной фазы. Комплексное воздействие является эффективным методом разрушения эмульсий (50 мас. %). После комплексного воздействия размер капель дисперсной фазы нефтяных систем увеличивается. Акустическая обработка нефти, водонефтяных эмульсий (10 и 50 мас. %) сопровождается количественным ростом смолисто-асфальтеновых компонентов. При этом существенные изменения наблюдаются только в структурно-групповом составе асфальтенов.

Изучено изменение структурных параметров молекул смол и асфальтенов осадков, полученных после депарафинизации нефти сжиженным углеводородным газом при температурах 0, -5, -15 и -25 °С. Показано, что с понижением температуры процесса количество выделившегося осадка увеличивается от 10.9 до 13.4 мас. %, а также происходит более глубокая депарафинизация, полная деасфальтенизация и частичное обессмоливание. Установлено, что снижение температуры депарафинизации от 0 до -25 °С приводит к изменению структурно-групповых характеристик молекул асфальтенов и смол: молекулярной массы, количества ароматических и нафтеновых циклов, алкильных заместителей и структурных блоков в молекуле.

Исследован процесс удаления примеси сероводорода из метана в плазме барьерного разряда в присутствии паров октана. Использование паров октана в исходной смеси с метаном и сероводородом позволяет избежать формирования депозита на электродах плазмохимического реактора и добиться высокой степени ингибирования реакций, ответственных за образование полимероподобных соединений. Степень удаления сероводорода достигает 98 %, конверсия метана не превышает 10 %. Энергозатраты на удаление сероводорода составляют 83 (кВт•ч)/кг. Основные газообразные продукты обработки исходной смеси в барьерном разряде - водород (30 %) и этан (30 %). Среди серосодержащих продуктов обнаружены преимущественно моно- и диалкилсульфиды. Приведен возможный механизм, обоснованы способы управления плазмохимическим процессом.

На территории Арчинского, Шингинского, Казанского, Южно-Табаганского и Западно-Останинского углеводородных месторождений Томской области исследовано состояние растительного покрова по спутниковым данным спектрорадиометра MODIS. Рассчитаны временные ряды значений усовершенствованного вегетационного индекса EVI (Enhanced Vegetation Index) за период с 2007 по 2019 г. Анализ динамики изменения средних значений EVI позволил определить его минимальные и максимальные значения для исследуемых территорий, а также выявить тренд увеличения его значений, что свидетельствует о хорошем (неугнетенном) состоянии растительности и улучшении экологической обстановки исследуемых территорий нефтедобывающих комплексов Томской области.