Главная – Журналы – Поиск по журналам

Исследованы продукты окислительной деструкции асфальтенов тяжелых палеозойских нефтей Ашальчинского и Нурлатского месторождений, различающихся возрастом вмещающих отложений. Показано, что при окислении асфальтенов обеих нефтей пероксидом водорода в присутствии уксусной кислоты идет высвобождение окклюдированных соединений. В их составе идентифицированы н-алканы, стераны, гопаны и метиловые эфиры н-алкановых кислот. Особенностью асфальтенов нурлатской нефти, залегающей в девонских отложениях, является наличие н-алкенов в составе захваченных соединений. Наличие окклюдированных соединений в структуре асфальтенов подтверждается результатами рентгенофазового анализа.

Исследовано экологическое состояние труднодоступных нефтедобывающих территорий Западной Сибири. Представлены результаты анализа динамики значений вегетационного индекса EVI (Enchanced Vegetation Index) с целью оценки состояния растительного покрова территорий углеводородных месторождений Ямало-Ненецкого автономного округа по спутниковым данным MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Проведен расчет средних значений EVI растительности территорий месторождений за полные периоды вегетации с 25 мая по 20 сентября 2013-2022 гг. Установлено, что в среднем значения индекса EVI за весь период вегетации в 2022 г. стали выше более чем на 20 % по сравнению с данными 2013 г., а также выявлены тенденции увеличения EVI в заключительном периоде вегетации за исследуемый 10-летний период.

Методом хромато-масс-спектрометрии исследована динамика состава биомолекул листьев кустарников Caragana arborescens и Sorbus aucuparia, типичных для южно-таежной природно-климатической зоны, в процессе постпирогенного восстановления территории вблизи д. Головина Томской области через 3 месяца, 1 и 2 года после пожара. Идентифицированы ациклические органические соединения: н-алканы, жирные кислоты, н-алкан-2-оны, альдегиды, н-алканолы. В листьях S. aucuparia обнаружен длинноцепочечный насыщенный спирт 10-нонакозанол. В составе изопреноидных структур в листьях растений обнаружены алифатические дитерпеноиды - фитон и изомеры фитола, тритерпен - сквален, а также нафтеноароматические соединения - витамин Е (токоферол) и витамин K1 (фитанодион). В листьях S. aucuparia через 3 месяца и через 1 год после пожара наблюдаются повышенные содержания фитола и жирных кислот, которые уменьшаются до фоновых значений через 2 года. Содержание сквалена в листьях S. aucuparia, снизившееся в результате пожара, резко увеличивается на следующий год и остается на уровне, значительно превышающем фоновый, и через 2 года. Наибольшее влияние пожар оказал на длинноцепочечный спирт 10-нонакозанол, обнаруженный в большом количестве в листьях S. aucuparia. В результате пожара его содержание падает до следовых количеств с последующим небольшим ростом на следующий год и скачкообразным увеличением вплоть до фоновых значений через 2 года. В процессе двухлетнего постпирогенного восстановления наблюдаются изменения молекулярно-массового распределения ациклических соединений. В листьях S. aucuparia, отобранных через 3 месяца и 1 год после пожара, по сравнению с фоновыми участками наблюдается смещение распределения от более высокомолекулярных гомологов к менее высокомолекулярным н-алканам и н-альдегидам, а в C. arborescens - к н-алкан-2-онам. Через 2 года после пожара распределение ациклических соединений на постпирогенном участке становится близким фоновому.

Исследовано совместное окисление газообразных (пропан, бутан) и жидких (н-гептан, н-октан, н-нонан, н-декан) алканов в плазме барьерного разряда в кислороде. В процессе окисления происходит одновременное превращение как газообразных, так и жидких углеводородов. Среди продуктов реакции обнаружены различные углеводородные газы С₁–С₄ и преимущественно кислородсодержащие соединения, соответствующие гидроксильным и карбонильным соединениям с тем же числом атомов углерода в молекуле, что и в исходных алканах. На стадии инициирования химической реакции в барьерном разряде происходит взаимодействие электронов разряда со всеми молекулами исходной смеси с образованием атомарного кислорода и различных углеводородных радикалов. Дальнейшее их превращение приводит к появлению пероксидных радикалов соответствующих алканов, в результате диспропорционирования которых происходит образование гидроксильных и карбонильных соединений. Механизм окисления газообразных алканов в общих чертах сопоставим с механизмом окисления жидких углеводородов в барьерном разряде, ключевую роль в механизме совместного окисления алканов играет реакция взаимодействия атомарного кислорода с газообразным или жидким алканом. На основании экспериментальных и литературных данных предложен вероятный механизм совместного окисления газообразных и жидких алканов в барьерном разряде, а также выведено простое выражение, связывающее константы скорости реакций взаимодействия атомарного кислорода и молекул алканов с концентрацией углеводородов в газовой фазе разрядного промежутка реактора. Используя полученное выражение, можно оценить направление процесса окисления смесей газообразных и жидких алканов, а также с привлечением экспериментальных данных рассчитать отсутствующие в литературе величины констант скоростей взаимодействия атомарного кислорода и молекулы алкана. Полученные результаты позволяют оптимизировать условия эксперимента по окислению смесей газообразных и жидких алканов с преимущественным окислением газообразного алкана. Приведенные данные будут полезны при разработке эффективных способов прямой переработки широкой фракции легких углеводородов.

Рассмотрен подход, включающий предварительное окисление вакуумного газойля, хроматографическое разделение продуктов окисления и термообработку. Представлен анализ продуктов крекинга полярных и неполярных компонентов окисленного смесью пероксида водорода и муравьиной кислоты вакуумного газойля. Установлено, что термообработка неполярных компонентов позволяет получить до 85 мас. % дистиллятных фракций, выкипающих до 360 °С, с содержанием серы менее 0.3 мас. %. При термообработке полярных компонентов образуется около 50 мас. % дистиллятных фракций, степень сероудаления при этом достигает 50 %. Показано, что температурный режим крекинга полярных продуктов окисления определяет маршрут удаления серы: при температуре 450 °С серосодержащие фрагменты накапливаются в составе кокса, тогда как при 500 °С преимущественно подвергаются деструкции с образованием компонентов газа. Установлено, что газообразные продукты термообработки как полярных, так и неполярных компонентов окисленного вакуумного газойля в основном состоят из насыщенных углеводородов ряда С₁–С₃, а также диоксида углерода. Преимуществом раздельного крекинга полярных и неполярных компонентов является устранение нежелательного влияния продуктов термического распада этих компонентов на маршрут протекающих в системе реакций. Полученные таким способом продукты характеризуются более высоким качеством. Кроме того, варьирование условий крекинга отдельных компонентов окисленного вакуумного газойля позволяет регулировать глубину деструкции и, соответственно, материальный баланс всего процесса.

Синтезированы образцы цеолита структурного типа MFI (ZSM-5) с использованием в качестве темплата пентаэритрита (ПЭР), или карбамида (КА), или глубокого эвтектического растворителя (ГЭР) - бинарной смеси, состоящей из смеси ПЭР и КА. Методами ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа установлено, что природа применяемых при синтезе цеолитов темплатов оказывает влияние на чистоту фазы и степень кристалличности полученных образцов. Изучены текстурные и кислотные свойства цеолитов и молибденсодержащих катализаторов, приготовленных на их основе методом сухого механического смешения с наноразмерным порошком молибдена. Показано, что текстурные свойства цеолитов зависят от природы темплата. Применение КА способствовало получению цеолита с максимальными значениями величин удельной поверхности и объема пор. Сила кислотных центров немодифицированных образцов в зависимости от структурообразующей добавки уменьшается в ряду: ГЭР > КА > ПЭР, а концентрация кислотных центров, наоборот, снижается для цеолитов в ряду: ПЭР > КА >ГЭР. Каталитическая активность синтезированных материалов изучена в процессах неокислительной конверсии метана и облагораживания прямогонной бензиновой фракции нефти. Установлена зависимость активности и стабильности образцов от их физико-химических свойств, обусловленных природой темплата. Показано, что цеолит, синтезированный с использованием ГЭР, и катализатор 4.0%Мо/ZSM-5, полученный на его основе, проявляют более высокую активность и стабильность в процессах неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды и облагораживании прямогонной бензиновой фракции нефти по сравнению с цеолитами ПЭР или КА и катализаторами на их основе.

Рассмотрены способы получения криогелей и гидрогелей из вязкотекучих водных растворов поливинилового спирта (ПВС) и изучены их реологические свойства. Замораживание водного раствора ПВС, выдерживание его при отрицательной температуре и последующее оттаивание при положительной температуре приводит к формированию упругих криогелей. Химическая “сшивка” индивидуальных макромолекул ПВС в пространственные сетки сопровождается переходом водных растворов в гидрогели. Для структурирования полимерных растворов химическим способом использовали тетраборат натрия и глиоксаль. Установлено, что взаимодействие указанных реагентов с функциональными группами полимера подтверждается возрастанием вязкости трехкомпонентных систем “ПВС - глиоксаль - вода” и “ПВС - тетраборат натрия - вода” с течением времени. Исследована кинетика гелеобразования продуктов химических реакций при разных концентрациях. Показано, что в обоих случаях (ПВС - глиоксаль и ПВС - тетраборат натрия) вязкость исследованных систем возрастает с увеличением концентрации низкомолекулярных реагентов. Гидрогели, образованные при положительной температуре, подвергали дополнительному циклу замораживания-оттаивания, получали криогели и исследовали реологические свойства последних. Выявлено, что упругие свойства криогелей более выражены, чем гидрогелей. Гидрогели можно использовать как мгновенно гелеобразующие системы для защиты от опасных химикатов и создания противофильтрационных барьеров в гидротехнических сооружениях, у которых после криогенного воздействия усиливаются упругие свойства.

С использованием информации из базы данных Института химии нефти СО РАН и методов статистического и пространственного анализа географических информационных систем проведена оценка данных об условиях залегания нефтей баженовской, доманиковой и куонамской свит нефтегазоносных территорий России, разработка которых позволит открыть новые источники увеличения добычи нефти. Представлены цифровые карты размещения месторождений доманиковых и куонамских отложений на территории Волго-Уральского, Тимано-Печорского и Лено-Тунгусского нефтегазоносных бассейнов. Показано распределение нефтей из указанных отложений по глубине залегания в каждом бассейне. Установлены литологические особенности пород коллекторов. Определены средние значения пластовых параметров, характеризующих фильтрационно-емкостные свойства залежей указанных отложений. Для проведения анализа условий залегания баженовской нефти использована выборка объемом 2833 образцов нефти из 127 месторождений Западно-Сибирского бассейна, доманиковой нефти - 407 образцов из 195 месторождений Волго-Уральского и Тимано-Печорского бассейнов, куонамской нефти - 117 образцов из 28 месторождений Лено-Тунгусского бассейна. Проведен сравнительный анализ геолого-физических характеристик, оказывающих непосредственное влияние на режим разработки и эффективность используемых технологий извлечения этих трудноизвлекаемых нефтей: проницаемость и пористость пород, пластовые температура и давление. Показано, что доманиковые и куоманские отложения наиболее близки по характеристикам к коллекторам разработанных в США месторождений сланцевой нефти, что указывает на возможность эффективного применения положительного опыта этой страны для российских месторождений. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новых и совершенствовании существующих методов и технологий добычи и переработки трудноизвлекаемых нефтей исследуемых отложений.

Сброс неочищенных или недостаточно очищенных канализационных стоков в водные объекты приводит к их загрязнению, способствуя появлению и распространению вирусов и бактерий, негативно воздействующих на экосистему. Одним из показателей загрязнения воды патогенными микроорганизмами являются ионы аммония. Для очистки сточных вод от этого загрязнителя широкое распространение получил сорбционный метод с использованием отходов производства в качестве предшественников сорбентов. В статье приведены результаты исследований прокаленного сорбента на основе золошлаковых отходов предприятий теплоэнергетики для очистки от ионов аммония (концентрация NH₄⁺ = 21 мг/дм³) реальных сточных вод, сбрасываемых в реку Кубань в черте Краснодара. Исследовано влияние продолжительности сорбции (10, 30, 60, 90, 150 и 180 мин) и дозы сорбента (0.5, 1, 2, 3 и 5 г) на эффективность очистки. Обработка экспериментальных данных проведена на основе уравнений кинетики. Показано, что уравнение псевдопервого порядка (Лагергрена) наилучшим образом описывает экспериментальные данные сорбции по сравнению с уравнением псевдовторого порядка (Хо и Маккея) и уравнением Еловича. Установлено, что внутридиффузионная адсорбция является лимитирующей стадией. Эффективность очистки составила 72.8 % при дозе сорбента 5 г на 50 см³ раствора и времени сорбции 180 мин. Показано, что доза сорбента оказывает влияние на время достижения фазового равновесия между раствором и прокаленным сорбентом. Чем больше доза сорбента, тем больше центров адсорбции занимают ионы аммония в единицу времени, и, следовательно, при фиксированной концентрации ионов аммония в исходном растворе потребуется меньше времени сорбции для достижения равновесия. Для реальных сточных вод время достижения равновесия превышает найденное экспериментально на модельных смесях при малых дозах сорбента. Подтверждена целесообразность применения прокаленного сорбента для очистки реальных сточных вод.