Основные запасы нефти и в России, и в мире — это тяжелая нефть. Этого сырья много, а вот добывать и перерабатывать его трудозатратно. Эту проблему решают российские ученые, создавая установку для переработки таких продуктов, а заодно и новый метод добычи.
Тяжелая переработка тяжелой нефти
Второе название сырья — высоковязкая нефть — говорит само за себя. Вещество имеет большую плотность и вязкость. Добыча традиционными методами дает низкую нефтеотдачу и влечет потерю ценных попутных компонентов, а для эффективной переработки тяжелую нефть смешивают с более лёгкими сортами и отправляют на установки крекинга. Всё это приводит к значительному повышению себестоимости.
«Экономически целесообразной и возможной добыча тяжелых высоковязких нефтей <..> представляется только благодаря развитию и применению эффективных технологий их переработки», — приводит журнал «Экологический вестник России» результаты заседания комитета Госдумы по энергетике.
И словом, и делом
Ученые Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева (НГТУ) поняли задачу и создали крупнейшую в мире установку для плазменного пиролиза нефти. В процессе такой обработки нефть подвергается действию электрических разрядов. Молекулы органических соединений в нефти расщепляются на более мелкие, образуя газ и твердые вещества.
При тестировании разработчики решили даже усложнить себе задачу, залив между электродами не нефть, а мазут, и даже с таким сырьём установка справилась. В результате образовался газ, состоящий из водорода (46,5–50,0%), ацетилена (28,8–34,3%), этилена (7,6–8,6%), метана (4,2–6,2%) и углеводородов, а также твердофазные продукты — неупорядоченный графит и многослойные нанотрубки с атомами серы, кислорода, ванадия и никеля. Все эти вещества широко используются в химической промышленности и электронике.
Масштабируя возможности
Проблема применения плазменного пиролиза заключается в малых объемах реакторов. Теперь же нижегородцы создали устройство в 7,5 раз больше аналогов. Это подтверждено результатами испытаний, опубликованными в статье «Нетермический плазменный пиролиз мазута в жидкой фазе» журнала Energies:
«Предыдущие исследования показывают возможность использования пиролиза НТФ для переработки тяжелых нефтяных фракций и термостабильных токсичных хлорорганических веществ. Использовался реактор объемом 40 см3 <…>. В статье описана установка плазменного пиролиза объемом 300 см3. <…> Результаты позволят создать небольшие модульные плазмохимические реакторы с высокой производительностью и селективностью процесса. Дальнейшая работа будет включать повышение энергоэффективности процесса и изучение углеродных структур для коммерческого применения».
Это громадный скачок в технологии плазменного пиролиза по сравнению со всем, что было ранее. Теперь, минуя каскад дорогостоящих установок, можно получать конечные продукты для использования в химической отрасли. Примечательно, что метод показал эффективность даже в получении водорода. Да, того самого топлива будущего, которое у всех на слуху. Это многое говорит о потенциале технологии, учитывая, что предыдущие варианты водород только тратили, а он не дёшев сам по себе.
Вишенка на торте
Видя перспективу эффективной переработки высоковязкой нефти, специалисты Тюменского государственного университета предложили способ повышения ее добычи за счет оптимизации воздействия водяного пара на нефтяной пласт.
«Такая оптимизация может повысить количество добываемой нефти за год на 20-40%. Результаты работы могут быть использованы для повышения энергетической безопасности России», — рассказал участник проекта Александр Гильманов.
Столь комплексный подход к исследованиям в одной сфере сулит достойный результат и новые возможности для нефтяного сектора.
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
Чтобы не потерять нас, подпишитесь на telegram-канал, который мы ведём для проекта SFERA. Срочные новости будут в закреплённых сообщениях.
