Главная – Журналы – Поиск по журналам

С целью разработки методов, направленных на снижение скорости формирования асфальтосмолопарафиновых отложений при транспортировке и хранении нефти, исследовано влияние температурного фактора, полимерных присадок и магнитного поля на кинетику осадкообразования, температуру застывания и микроструктуру нефтяного осадка высокопарафинистой малосмолистой нефти. Независимо от температурных условий воздействия, ввод присадок в нефть приводит к снижению количества образующегося осадка. Максимальной ингибирующей способностью обладает присадка DP2, снижающая количество нефтяных отложений почти в 9 раз. При совместной обработке нефти магнитным полем и присадкой не происходит дополнительного снижения количества образующегося нефтяного осадка и температуры застывания.

Объективной оценкой состояния окружающей среды являются показатели здоровья человека. В Мурманской области по заболеваниям костно-мышечной системы и мочекаменной болезни выделяются города Кировск и Апатиты, а также Ловозерский район, население которых используют воду, формирующуюся в пределах гигантских щелочных массивов - Хибинского и Ловозерского, содержащих оксиды стронция, тория, бария и редкоземельных металлов. Путем физико-химического моделирования с использованием программного комплекса “Селектор” исследована система “раствор - кристаллическое вещество” с учетом условий окружающей среды и физиологических показателей организма человека. В качестве раствора использованы природные питьевые воды, желудочный сок, смесь питьевых вод и желудочного сока, в качестве кристаллического вещества - новообразованные фазы, равновесные с раствором. Исследованы химические формы миграции элементов, в том числе урана, и определены условия выпадения минеральных фаз в системе “природные воды - желудочный сок” в условиях пониженной и повышенной кислотности. Показано, что формы миграции элементов (Ni²⁺, Ba²⁺, Pb²⁺, Sr²⁺) остаются канцерогенными или токсичными при температурах и параметрах среды желудка. Предложенный подход открывает новые возможности в экологических и медико-экологических исследованиях.

Исследованы состав и морфология гидролизного лигнина, полученного из подсолнечной шелухи, до и после щелочной модификации. Изучены сорбционные свойства гидролизного лигнина по отношению к ионам Cr(VI) в статических условиях (соотношение твердая фаза/жидкая фаза = 1 : 1200, температура 20 °С) из водных растворов дихромата калия с различными начальными концентрациями ионов Cr(VI) (0.05-1.0 мг/л). Исследована кинетика сорбции, проведен анализ интегральных кинетических кривых сорбции в соответствии с моделями химической кинетики.

Представлены результаты анализа причин образования оксида азота(I) (парникового газа с СО₂-эквивалентом 310) на современных производствах неконцентрированной азотной кислоты, оценены масштабы годовой эмиссии N₂O в зависимости от условий работы конвертера аммиака и метода удаления оксидов азота NO_х. Предложена технологическая схема комплексной низкотемпературной очистки отходящих газов от NO_х и N₂O с применением V/Al катализатора селективного каталитического восстановления (СКВ) NO_х аммиаком и Сs/Co₃O₄ катализатора разложения N₂O. Проведено математическое моделирование двухслойного каталитического реактора; определены величины загрузки катализаторов СКВ NO_х и разложения N₂O, обеспечивающие экологически безопасные нормы выбросов оксидов азота.

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.