Главная – Журналы – Поиск по журналам

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.

Исследованы изменения в составе и содержании парафиновых и смолисто-асфальтеновых компонентов в осадках водонефтяных эмульсий в присутствии ингибирующей присадки К-210. Показано, что ингибирующая способность присадки в водонефтяных эмульсиях выше по сравнению с нефтью. Присадка не только значительно снижает количество нефтяного осадка, но и влияет на состав образующихся асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) эмульсий. Установлено, что применение присадки снижает долю жидких н -алканов состава ∑C₁₀-C₁₅ и повышает количество смол в АСПО. Появление водной фазы в нефтяной дисперсной системе способствует значительному увеличению доли асфальтенов в составе осадков, при этом с ростом обводненности нефти монотонно снижается содержание асфальтеновых компонентов в составе АСПО. Расчет структурных параметров средней молекулы по основе данных ¹H ЯМР-спектроскопии и сведений о молекулярных массах показал, что увеличение обводненности нефти приводит к концентрированию в составе ее осадков наиболее полярных, склонных к агрегации смолисто-асфальтеновых компонентов, о чем свидетельствует увеличение концентрации азота, серы, кислорода и фактора ароматичности. При использовании присадки состав осадков эмульсий характеризуется смолисто-асфальтеновыми компонентами с меньшей молекулярной массой и повышенным содержанием ароматических фрагментов, при этом содержание гетероатомных компонентов в составе средних молекул смол и асфальтенов снижается. Сделано предположение, что при взаимодействии присадки и парафиновых агрегатов в АСПО концентрируются менее полярные смолисто-асфальтеновые компоненты. Смолы и асфальтены с повышенным количеством гетероатомов остаются в объеме водонефтяной системы, обеспечивая ее стабильность.

Исследовано влияние природы углеродного темплата, используемого при синтезе цеолитов с мезопористой структурой, на их физико-химические свойства. Методами ИК-спектроскопии и рентгенофазового анализа установлено, что природа применяемого при синтезе цеолитов углеродного материала не оказывает влияния на их степень кристалличности, которая для всех цеолитов составляет 100 %. Исследования текстурных характеристик образцов показали, что добавление углеродного материала в реакционную смесь в процессе синтеза цеолита приводит к снижению удельной поверхности и увеличению объема мезопор. Объем микропор при этом изменяется незначительно. Добавление углерода на стадии синтеза цеолита приводит к формированию мезопор, размеры которых составляют 3.5-20.0 нм в случае использования технического углерода и 3.3-8.6 нм при добавлении наноглобулярного углерода. Изучены каталитические свойства Mo/ZSM-5 катализаторов, приготовленных на основе синтезированных цеолитов, показаны зависимости их активности и стабильности в процессе неокислительной конверсии метана от физико-химических свойств используемых цеолитов. Образование мезопористой структуры в цеолите способствует более равномерному и плотному распределению кластеров молибдена с размерами не более 1 нм в каналах цеолита. Показано, что катализаторы 4.0 % Мо/ZSM-5, полученные на основе цеолитов с мезопористой структурой, проявляют более высокую активность и стабильность в процессе неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды по сравнению с катализаторами на основе цеолитов с микропористой структурой. Наибольшая конверсия метана достигается на катализаторе 4.0 % Mo/ZSM-5, приготовленном на основе цеолита, синтезированного с использованием технического углерода.

В лабораторных условиях с помощью аборигенной микрофлоры органического вещества исследованы процессы деструкции в нефтезагрязненной глинистой почве. В качестве стимулирующих добавок применяли торф и раствор композиции, содержащей поверхностно-активные вещества (ПАВ) и азотистый субстрат, а также их сочетание с фиторемедиацией. После биодеструкции остаточную нефть экстрагировали и исследовали методами ИК-спектроскопии, газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и хромато-масс-спектрометрии. Согласно данным ИК-спектроскопии, торф и раствор композиции стимулируют процессы утилизации парафинов, что сопровождается увеличением относительного содержания ароматических и карбонилсодержащих структур. Изопреноидный коэффициент K_i , рассчитанный по спектрам ГЖХ как отношение изо- и н -алканов, отражающий степень биодеструкции углеводородов, увеличивается при внесении стимулирующих субстратов и рыхлении почвы. Максимальный коэффициент биодеградации (биодеструкции) наблюдается в пробе нефтезагрязненной глинистой почвы при внесении композиции, содержащей ПАВ, что способствует эмульгированию нефти и ускоряет процессы биодеструкции. Методом хромато-масс-спектрометрии в составе органического вещества почв идентифицированы ациклические ( н - и изоалканы), алициклические (циклогексаны, дриманы, хейлантаны, регулярные и перегруппированные стераны и гопаны), нафтеноароматические (моно- и триароматические стераны) и ароматические (моно-, би-, три-, тетра- и пентациклические) углеводороды. В процессе биодеструкции, стимулированной внесением торфа и питательного субстрата, значительно понизилась концентрация углеводородов: н -алканов - на 61-73 %, ароматических соединений - на 72-86 %, циклогексанов - на 61-86 %, нефтяных стеранов и гопанов - на 42-76 %. Внесение в почву композиции приводит к значительному снижению содержания всего набора алканов C₁₂-C₃₄ до уровня фоновой почвы. Применение торфа вуалирует (затеняет) результаты окисления алканов за счет их дополнительного присутствия в составе торфа. Использование стимулирующих субстратов в процессе биодеструкции приводит к снижению содержания ароматических углеводородов: моноциклических - на 82-89 %, бициклических - на 55-81 %, трициклических - на 74-89 %, тетрациклических - на 54-77 %.

Из двухкомпонентного раствора поливинилового спирта в воде после проведения цикла замораживания-оттаивания сформированы эластичные криогели каучукоподобной консистенции и исследованы их реологические свойства. Интерес к таким экологически безопасным полимерным криоструктуратам с присущими им вязкоупругими (эластичными) свойствами обусловлен особенной востребованностью в северных регионах страны. Криогели являются перспективным конструкционным материалом при разработке новых арктических технологий для нефтепромыслового дела и укрепления сезонно протаивающего грунта в зоне вечной мерзлоты, а также при строительстве и обустройстве гидротехнических сооружений. В результате проведенных исследований свойств криоструктуратов установлено, что при механическом воздействии внешними нагрузками в деформированных образцах криогелей с течением времени наблюдается монотонное изменение (уменьшение) их модулей упругости, которыми традиционно принято количественно характеризовать физико-механические свойства гуковских материалов. Вследствие непостоянства модулей упругости вязкоупругих систем возникает неоднозначное толкование результатов сравнительных экспериментов, проведенных разными исследователями с одинаковыми образцами криогелей. В настоящей работе в качестве количественного критерия для описания реологических свойств криогелей поливинилового спирта экспериментально обоснованы возможность и необходимость использования в будущих проектных расчетах вместо величин модулей упругости криогелей значения их времен релаксации, которыми принято оценивать вязкоупругие свойства полимерных систем.