Главная – Журналы – Поиск по журналам

Настоящий тематический выпуск журнала “Химия в интересах устойчивого развития” посвящен 55-летию Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН), который институт отметил в 2025 году. В предисловии описана история создания и становления ИХН СО РАН и представлены основные научные направления деятельности института.

Предложен метод гидротермального синтеза цеолитов типа пентасил (MFI или ZSM-5) с силикатным модулем 40, заключающийся в добавлении в щелочной алюмокремнегель в качестве структурообразующего компонента (темплата), наряду с гексаметилендиамином, второго структурообразователя - полианилина. Полианилин, использованный в работе, также синтезирован по авторской методике. Методами ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа установлена принадлежность синтезированных цеолитов к семейству пентасил и определена степень их кристалличности, близкая к 100 %. Методом температурно-программируемой десорбции аммиака исследованы кислотные характеристики полученных цеолитных образцов и показано уменьшение силы и концентрации слабых кислотных центров по сравнению с цеолитом, синтезированным без использования полианилина. Количество сильных кислотных центров цеолитов, полученных с применением полианилина, напротив, несколько увеличилось. Установлена корреляция между кислотными свойствами цеолитов и концентрацией полианилина, добавленного в реакционную смесь в процессе синтеза. Каталитическая активность полученных цеолитных катализаторов определена в процессе облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти. Показано увеличение ароматизирующей активности катализаторов и октановых чисел образующихся бензинов при применении цеолитов, синтезированных с использованием двух темплатов - гексаметилендиамина и полианилина. Определен оптимальный температурный интервал процесса облагораживания прямогонного бензина, позволяющий на всех исследованных цеолитных катализаторах получить высокооктановые бензины, отвечающие современным требованиям к автомобильным бензинам по углеводородному составу и показателю октанового числа. Фракционный состав образующихся бензинов (за исключением температуры конца кипения) соответствует летней марке автомобильного бензина.

В работе исследована возможность улучшения низкотемпературных свойств летних дизельных топлив с использованием полимерных присадок. В качестве депрессоров использовались полиалкилметакрилат, сульфонат натрия и атактический полипропилен с различной степенью окисления - низкой, средней и высокой. Все полимеры применялись в виде толуольных растворов с соотношением полимер/толуол от 1 : 3 до 1 : 30 (по массе) и вводились в топливо в концентрациях 0.03-0.07 мас. %. Установлено, что эффективность композиций существенно зависит от степени разбавления полимера. Определено оптимальное соотношение полимер/толуол в диапазоне (1 : 6)-(1 : 10), обеспечивающее снижение температуры застывания до (-30)-(-33) °C по сравнению с исходными образцами топлива. Показано, что наибольшую депрессорную активность проявляют композиции на основе высокоокисленного атактического полипропилена. Максимальный результат достигнут при комбинировании продуктов плазмохимического окисления бензола и толуола с полимерами, что позволило снизить температуру застывания образцов топлива до -36.5 °C. Эффективность присадок также зависела от углеводородного состава топлива, проявляя лучшие результаты в образцах с повышенным содержанием низкомолекулярных н-алканов С₁₆-С₁₇.

Представлены результаты лабораторных исследований эффективности кислотной композиции ГБК-Ф для увеличения нефтеотдачи терригенных коллекторов. Эксперименты на моделях пласта с нефтью различной вязкости (месторождения Восточно-Мессояхское и Оленье) подтвердили способность состава повышать коэффициент вытеснения на 20-26 % как при низкой (22-23 °C), так и при повышенной (90 °C) температуре. Установлено, что использование композиции приводит к значительному выравниванию фильтрационных потоков в неоднородных системах. Экспериментально показано, что композиция эффективно ликвидирует водоблокирование в низкопроницаемых интервалах, увеличивая фазовую проницаемость по нефти с 0.013 до 0.357 мкм². Сделано заключение, что механизм действия композиции ГБК-Ф основан на комплексном химическом и реологическом воздействии, улучшающем фильтрационные характеристики пласта. Полученные результаты позволяют рекомендовать состав ГБК-Ф для интенсификации добычи и увеличения охвата воздействием в неоднородных терригенных коллекторах.

Проведен всесторонний анализ состава (вещественный и фракционный состав, распределение серы по компонентам и фракциям, содержание производных тиофена и пр.) жидких продуктов термического крекинга высокосернистого горючего сланца Кашпирского месторождения, показано влияние температуры и продолжительности процесса на эти параметры. Установлено, что выход жидких продуктов при температурах крекинга 425 и 450 °С возрастает с увеличением продолжительности термической обработки от 40 до 100 мин, достигая 26.40 и 23.62 мас. % соответственно, вследствие увеличения глубины деструкции керогена. Дальнейшее увеличение температуры процесса до 475 °С интенсифицирует вторичные реакции, что приводит к снижению выхода жидких продуктов и дистиллятных фракций в них. Исследовано распределение серы по дистиллятным фракциям и установлено преобладание в дизельной фракции гомологов бензо- и дибензотиофена. Показано, что при температурах крекинга 425-450 °С увеличение продолжительности процесса вызывает перераспределение серы из дизельной фракции в бензиновую на фоне роста доли гомологов тиофена, что свидетельствует о преобладании реакций деалкилирования и фрагментации сложных гетероциклических структур. При 475 °С дибензотиофен и его гомологи накапливаются в остаточной фракции (>360 °С). Полученные данные позволят улучшить понимание закономерностей термических превращений серосодержащих структурных фрагментов органического вещества высокосернистых горючих сланцев в процессе крекинга.

Представлены результаты многолетнего мониторинга восстановления экосистемы после аварийного разлива нефти на Крапивинском месторождении (Томская область) с применением методов дистанционного зондирования. В качестве интегрального показателя состояния растительного покрова использован нормализованный разностный вегетационный индекс (NDVI), рассчитанный по данным спектрорадиометра MODIS за период 2020-2025 гг. Проведен детальный анализ сезонной и межгодовой динамики индекса с выделением семи фенологических интервалов в пределах вегетационного периода. Установлено снижение среднегодового значения NDVI на 2.41 % за шестилетний период наблюдений, что свидетельствует о долгосрочном характере воздействия нефтяного загрязнения. Несмотря на отдельные периоды улучшения показателей, к 2025 г. экосистема не достигла исходного уровня продуктивности. Показана эффективность методики спутникового мониторинга для оперативной оценки состояния растительного покрова и оценки результативности рекультивационных мероприятий на нарушенных территориях.

Методом хромато-масс-спектрометрии на постпирогенных и фоновых участках степной зоны Хакасии исследован и идентифицирован состав биомолекул травянистых растений, часть из которых обладает биологической активностью. Были отмечены незначительные различия в составе ациклических соединений - н-алканов, н-альдегидов, н-алканолов и длинноцепочечных н-алканонов. Более существенные изменения наблюдаются в составе стероидов, хотя пирогенное воздействие на их состав в отдельных видах трав неодинаково и приводит наряду с различным изменением общего содержания (от снижения - в большинстве растений до повышения - в ирисе) к перераспределению доли отдельных представителей. Менее стабильными к воздействию пожара оказались стероиды с ненасыщенной (двойной) связью в 24-м положении молекулы, содержание которых в составе всех исследованных трав на постпирогенных участках ниже, чем на фоновых.

Представлены результаты исследования активности и стабильности Mo/ZSM-5 катализаторов с иерархической системой пор в процессе неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды. Методом гидротермального синтеза получены цеолиты ZSM-5 с добавкой в качестве второго структурообразователя (темплата) различного количества полианилина (3, 6 и 12 %), наряду с гексаметилендиамином (ГМДА). На основе полученных цеолитов и наноразмерного порошка Мо методом твердофазного синтеза приготовлены Mo/ZSM-5 катализаторы. Согласно данным ИК-спектроскопии, все синтезированные цеолиты относятся к типу ZSM-5 и имеют кристалличность, равную 100 %. Показано, что добавление второго темплата (полианилина) на стадии синтеза приводит к улучшению текстурных характеристик цеолита: повышению удельной поверхности и объема мезопор при незначительном изменении объема микропор, по сравнению с ZSM-5, синтезированным только с использованием ГМДА. При повышении количества добавляемого полианилина на стадии синтеза наблюдается увеличение среднего размера пор цеолита до 3.1 нм. Добавление полианилина приводит также к изменению их кислотных свойств. Сила и концентрация кислотных центров цеолита, относящихся к бренстедовским кислотным центрам, снижаются, что, вероятно, связано с изменениями в распределении атомов Al в структуре цеолита и, как следствие, к перераспределению бренстедовской и льюисовской кислотности. Неокислительную конверсию метана проводили при температуре 750 °C и атмосферном давлении в кварцевом реакторе с неподвижным слоем катализатора. Каталитические испытания показали, что добавление полианилина приводит к получению образцов, характеризующихся более высокой активностью и селективностью в отношении образования бензола. Наилучшие показатели активности и стабильности наблюдаются на катализаторе Mo/ZSM-5, синтезированном на основе цеолита с добавлением 6 % полианилина: конверсия метана составила 11.5 %, выход бензола - 6.7 %.

Рассмотрены особенности распределения насыщенных и ароматических углеводородов в дерново-подзолистой почве через один год после аварийного нефтяного загрязнения на участке нефтяного месторождения Нефтеюганского района Ханты-Мансийского автономного округа. Образцы почвы отбирали с глубин 0-10, 10-30 и 30-50 см. Состав и распределение углеводородов определяли методом газовой хромато-масс-спектрометрии. Установлено, что суммарное содержание поллютантов распределено неравномерно: наибольшие концентрации приурочены к поверхностному слою, тогда как минимальные значения характерны для среднего интервала (10-30 см). Во всех горизонтах основную долю загрязнения составляют н-алканы, тогда как изопреноидные алканы и полициклические ароматические соединения присутствуют в меньших количествах. Показано, что в промежуточном слое (10-30 см) изменяется соотношение отдельных ароматических соединений, в частности снижается вклад метилзамещенных гомологов нафталина и возрастает относительное содержание гомологов фенантрена. Также в данном слое зафиксировано преобладание высокомолекулярных нечетных н-алканов, характерных для биогенного органического вещества почвы. Индивидуальный состав н-алканов включает гомологи от C₁₃ до C₃₅. Установлено, что среднее число атомов углерода в гомологических рядах для соединений с длинными алкильными цепями при переходе от нефти к почве для большинства групп соединений возрастает.

Проведено сравнительное исследование состава надмолекулярной и молекулярной структуры смолисто-асфальтеновых компонентов, выделенных из легкой нефти Крапивинского месторождения и тяжелой нефти Усинского месторождения, и остатков их атмосферной перегонки. С использованием комплекса методов - сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного и структурно-группового анализов - выявлены особенности морфологии поверхности асфальтенов и их нано- и микроструктуры, а также особенности структурной организации смол нефтей до и после их первичной переработки. Установлено, что асфальтены и смолы тяжелой нефти подвергаются более выраженным структурным трансформациям. Полученные результаты расширяют представления о поведении высокомолекулярных компонентов нефти при термическом воздействии и могут быть использованы для оптимизации технологий переработки остаточных фракций и прогнозирования их эксплуатационных свойств.