Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследован процесс осадкообразования водонефтяных эмульсий парафинистых и высокопарафинистых нефтей с различным содержанием воды. Изучено влияние присадок на основе полиалкилметакрилатов на количество и состав осадков водонефтяных эмульсий. Показано, что ингибирующая способность присадки К-210 увеличивается при осадкообразовании водонефтяных эмульсий парафинистой нефти по сравнению с исходной нефтью, при этом эффективность ее зарубежного аналога присадки Flexoil снижается. Установлено, что характер изменения в составе парафиновых углеводородов осадков эмульсий и безводных нефтяных систем в присутствии присадок совпадает, следовательно, действие присадок при появлении воды в нефтяной системе сохраняется.

Методом хромато-масс-спектрометрии изучено распределение природных и антропогенных компонентов, а также соединений смешанного происхождения в осадках озер юга Сибири, степного и горного Алтая, характеризующихся различной степенью минерализации (от 0 до 300 г/дм³). Оценен вклад основных источников органического вещества в состав донных отложений. Определены специфические нефтяные соединения. Установлено, что формирование состава донных осадков происходит главным образом за счет соединений биогенного и смешанного происхождения. Выявлены участки с повышенным содержанием загрязняющих компонентов: нефтяных и пирогенных углеводородов, а также изоалкилбензолов - вероятных продуктов деградации поверхностно-активных веществ.

Обобщены результаты исследования состава и структуры смолисто-асфальтеновых веществ малосмолистой и тяжелой высокосмолистой нефтей комплексом физико-химических методов исследования (экстракция, жидкостно-адсорбционная хроматография, элементный анализ, криоскопия в бензоле, ИК- и ЯМР ¹Н-спектроскопия, структурно-групповой анализ, селективная химическая деструкция сульфидных, эфирных и сложноэфирных связей, хромато-масс-спектрометрия). Выявлены сходства и различия структурно-группового состава смол и асфальтенов и азотистых оснований смол. Исследованы составы фрагментов, связанных в молекулах смол и асфальтенов через эфирные и сульфидные мостики, а также соединений, адсорбированных/окклюдированных молекулами асфальтенов. Установлено, что особенности состава и строения молекул смол и асфальтенов зависят от химической природы исходных нефтей.

Приведены результаты исследования процесса формирования эмульсий в парафинистых и высокосмолистых нефтях. Показано влияние состава смолисто-асфальтеновых компонентов и содержания водной фазы в нефтях на температуру застывания, реологические свойства и энергию активации вязкого течения водонефтяных эмульсий. Установлено, что в водонефтяных эмульсиях с преобладанием в составе парафиновых углеводородов формируются крупные устойчивые глобулы воды, возрастает температура застывания, вязкость и энергия активации вязкого течения. Эмульсии высокосмолистих нефтей характеризуются образованием структур с мелкими глобулами воды, высокой вязкостью и низкой энергией активации вязкого течения. Установлена степенная зависимость размеров глобул воды в водонефтяных эмульсиях от соотношения содержания смолисто-асфальтеновых компонентов и парафиновых углеводородов.

Представлен анализ физико-химических свойств трудноизвлекаемых нефтей сибирской части Арктической зоны России, что актуально при современных тенденциях развития нефтегазовой промышленности: увеличение доли трудноизвлекаемых запасов в структуре сырьевой базы углеводородов, осложненных геолого-физическими характеристиками пластов и особыми аномальными физико-химическими свойствами, и смещение географии добычи углеводородов в восточные и арктические регионы страны со сложными природно-климатическими условиями добычи нефти. Предложен подход к исследованию свойств нефтей на основе классификации трудноизвлекаемых нефтей. Подход иллюстрируется на примере анализа особенностей разных типов арктических трудноизвлекаемых нефтей Сибири. В анализе использована типизация трудноизвлекаемых нефтей, предложенная на основе обобщения большого числа литературных данных. С использованием мировой базы данных по физико-химическим свойствам нефти проведен анализ распределения нефти с аномальными свойствами, учитывающие повышенную плотность, вязкость, высокое содержание серы, смол, асфальтенов, твердых парафинов, ванадия, никеля, повышенную или пониженную газонасыщенность нефти и др. Установлены месторождения со сложными условиями залегания продуктивных пластов, выделены следующие осложняющие факторы при их разработке: слабопроницаемые и низкопористые коллекторы, залежи с аномально высокой или аномально низкой пластовой температурой, ниже 4500 м глубиной залегания, на территориях распространения вечной мерзлоты и др. Проведен анализ данных о более 4200 образцах арктических нефтей, позволивший установить особенности физико-химических свойств трудноизвлекаемых нефтей, относящихся к различным нефтегазоносным бассейнам Арктической зоны, особенно сибирской ее части. Результаты исследования могут быть использованы для разработки новых и совершенствования существующих методов и технологий нефтедобычи и нефтепереработки в особых арктических условиях.

Проведена дистилляционная отгонка HF из модельных и технологических кислых фторидно-сульфатных растворов. Определены и предложены условия наиболее полной отгонки фтороводородной кислоты из фторидно-сернокислых растворов. Показано, что в модельных растворах, содержащих фтороводородную и серную кислоты, в больших количествах образуется фторсульфоновая кислота. При этом с повышением концентраций кислот возрастает степень их взаимодействия с образованием HSO₃F. Увеличение температуры нагрева смеси приводит к заметному повышению кислотности, что обусловлено снижением содержания HSO₃F. Установлено, что чем больше концентрация кислот (особенно серной), тем выше температуры нагрева, необходимые для разложения HSO₃F. Показано, что на степень отгонки HF существенное влияние может оказывать образование фторсульфоновой кислоты. Приведен расчет энергетических и экономических затрат при переработке 1 м³ технологического кислого фторидно-сульфатного раствора с учетом исходной концентрации HF, равной 78 г/л. Учитывая регенерацию серной кислоты и исключив расход извести на ее нейтрализацию, расходы на энергию для переработки 1 м³ технологического кислого фторидно-сульфатного раствора (при нагревании до 140 °С) не превышают 4500 руб. Полученные данные объясняют повышенную растворимость фторидов лантаноидов по сравнению с их растворимостью в одноосновных кислотах, о чем упоминалось в ряде работ. Также получили объяснения и наши более ранние наблюдения снижения концентрации фтора, определяемого потенциометрическим титрованием, относительно исходно введенного при коррекции рН серной кислотой, в отличие от коррекции азотной или соляной кислотами.

Выполнен анализ распределения лития, урана и мышьяка в водах минеральных озер Восточного Забайкалья с различной степенью минерализации, макрокомпонентным составом и величиной рН вод. Установлено, что литий концентрируется преимущественно в более минерализованном хлоридном типе озер, а мышьяк и уран - в менее соленом содовом. Согласно термодинамическим расчетам, литий присутствует в озерах в основном в виде простого иона Li⁺, вторым по значимости в содовых водоемах выступает LiCO₃, а в хлоридных - LiCl. Уран находится преимущественно в формах трикарбонат- [UO₂(CO₃)₃]^4- и дикарбонат-уранилов [UO₂(CO₃)₂]^2-. Мышьяк в окислительной обстановке озер представлен гидроарсенатом HAsO₄^2-, а в восстановительной сероводородной - дигидроарсенитом H₂AsO₃. Собственных минералов в озерах литий не образует. Геохимическим барьером для урана может служить восстановительная обстановка, в которой он осаждается в виде гидроксида U(OH)₄, а в окислительных условиях возможно образование натриевого ураноспинита NaUO₂AsO₄, который может ограничивать содержание в воде и мышьяка. Для лития и хлора прослеживается единая направленность в распределении их содержаний в хлоридных озерах. Прямая зависимость концентраций урана и мышьяка от содержания гидрокарбонат- и карбонат-ионов выявлена для содовых озер. Отсутствие специализации на водосборах большинства озер при широком диапазоне содержаний в них лития, урана и мышьяка, также их зависимость от содержания в водах основных макрокомпонентов указывают на превалирующую роль геохимической среды в накоплении исследованных элементов. Формирование среды определяется преимущественно испарительным концентрированием вод и гидролизом алюмосиликатных пород. В зависимости от доминирования того или иного процесса формируются определенный химический тип озер и соответствующий набор микроэлементов.

Сухим механическим смешением цеолита ZSM-5 с нанопорошком никеля со средним размером частиц 50 нм из расчета 0.5 мас. % приготовлены образцы Ni/ZSM-5. На их основе получены цеолитсодержащие катализаторы с псевдобемитом и гидраргиллитом, содержащие 10, 20, 30 и 40 мас. % Al₂O₃. Кислотные характеристики полученных образцов исследованы методом термопрограммированной десорбции аммиака. Определены сила и концентрация кислотных центров катализаторов. Установлено, что с увеличением количества связующего вещества в цеолите его кислотность снижается. Каталитическая активность никельсодержащих образцов со связующим веществом изучена в процессе превращения прямогонной бензиновой фракции нефти. Показано, что часть псевдобемита, используемого в качестве связующего вещества для приготовления катализатора, может быть заменена на его предшественник - гидраргиллит. При увеличении содержания связующего вещества в катализаторе и проведении процесса превращения прямогонной бензиновой фракции нефти в условиях повышенного давления водорода растет выход жидкого продукта, в составе которого снижается доля ароматических углеводородов и увеличивается доля алканов изостроения.

Изучена устойчивость биокомпозитных удобрений, полученных методом пропитки пористых подложек из луба и коры березы водным раствором K₂НРО₄, к вымыванию калия. Установлено влияние температуры сушки, условий кислотной обработки и исходного содержания калия на его вымывание водой из получаемых удобрений. Проведен сравнительный анализ биокомпозитных удобрений, получаемых при различных условиях, на их устойчивость к вымыванию калия и фосфатов. Показано, что по этому показателю удобрения на основе подложки из луба в среднем в 1.2 раза превосходят удобрения на основе подложки из коры березы. Установлено, что для получения удобрений с максимальной устойчивостью к вымыванию калия и фосфатов количество наносимой на подложки соли не должно превышать 29.5 мас. %. Получаемые биокомпозитные удобрения характеризуются способностью к замедленному выделению активных компонентов. После вымывания водой в течение 30 сут в них остается не менее 19.5 мас. % фосфатов и калия, что обеспечивает эффект пролонгированного действия. Внесение биокомпозитных удобрений в торфяной грунт в количестве 5-15 мас. % слабо влияет на его кислотность. Показано, что биокомпозитные удобрения на основе подложек из луба и коры березы по своей устойчивости к вымыванию фосфатов не уступают промышленному гранулированному удобрению, а по устойчивости к вымыванию калия - превосходят его.

Представлены результаты биохимического окисления гудрона Новокуйбышевского нефтеперерабатывающего завода с высоким содержанием гетероэлементов в модельной почвенной системе. Показано, что на 4-5-е сут эксперимента после загрязнения численность микроорганизмов восстанавливается до исходного уровня, а на 45-150-е сут возрастает в 20-30 раз. Ферментативная активность загрязненной почвы увеличивается в 1.5-1.8 раза, что свидетельствует о повышении оксигеназной активности микроорганизмов и, как следствие, об ассимиляции различных углеводородных соединений. Определено, что в процессе биодеструкции компонентов гудрона образуются и накапливаются продукты неполного окисления УВ. Установлено, что за 180 сут эксперимента утилизация исследуемого нефтепродукта составила 50 % от исходного загрязнения. Методом хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС) показано, что аборигенная почвенная микрофлора способна к минерализации практически всех УВ, входящих в состав гудрона. Показано, что микробиологическому разложению подвергаются и высокомолекулярные гетероатомные компоненты гудрона; структура этих молекул в процессе деструкции претерпевает глубокие изменения.