В КФУ узнали, как эффективно снизить содержание серы в тяжелой нефти

Изотопные метки для изучения взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти помогли ученым Института геологии и нефтегазовых технологий (ИГиНГТ) Казанского федерального университета (КФУ) разработать экологически чистый и эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках, 6 сентября сообщает пресс-служба вуза.

В связи с сокращением запасов легкой нефти на передний план выступает развитие технологий добычи тяжелой нефти, в которой обычно высоко содержание серы. В числе этих технологий перспективной считается подземная частичная переработка такой нефти.

Результаты последнего исследования Научно-исследовательской лаборатории «Внутрипластовое горение» ИГиНГТ КФУ показали, что для снижения количества серы в нефти (обессеривания) важную роль играет вода. Она в такой технологии становится не только средой, но и сама участвует в химических процессах в качестве реагента гидротермального обессеривания.

Исследование ученых ИГиНГТ предоставило новые данные, позволяющие понять, какие химические превращения происходят в нефтяном пласте при гидротермальном воздействии с использованием каталитических композиций, что имеет важное практическое значение для нефтегазовой индустрии.

Полученные данные могут быть использованы для эффективной и экологически безопасной переработки тяжелой нефти за счет снижения содержание серы и для улучшения качества продукции.

Младший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» ИГиНГТ Амин Аль-Мунтасер отметил:

«Инновационность работы заключается в использовании изотопных меток для оценки роли воды в качестве химического агента в процессах гидротермального обессеривания. Это первый случай, когда такой подход применяется для изучения механизма взаимодействия воды и серосодержащих соединений нефти. Дополнительное использование стеарата никеля в качестве нефтерастворимого катализатора показало значительное улучшение процесса, открывая новые перспективы для применения катализаторов в гидротермальных условиях».

Исследователи доказали важную роль воды в процессах гидротермального обессеривания модельных компонентов нефти, проведя комплекс физико-химических анализов. Ими была достигнута высокая степень обессеривания при использовании стеарата никеля в качестве нефтерастворимого прекурсора катализатора, увеличившего степень конверсии до 97,34%.

«Важные выводы о роли воды в процессах каталитического и некаталитического гидротермального обессеривания не только обогащают теоретическую базу в этой области, но и обосновывают комбинированное использование закачки водяного пара и катализаторов для улучшения показателей конверсии и обессеривания тяжелой нефти, тем самым предлагая идеи по оптимизации методов освоения запасов нетрадиционных источников углеводородного сырья», — пояснил младший научный сотрудник лаборатории Чжоу Сяодун.

В ходе исследования также было установлено, что при гидротермальном воздействии стеарат никеля преобразовывается в частицы сульфидов и полисульфидов, оказывая влияние на скорость протекания исследуемых процессов.

«В данной работе нами проведен целый комплекс экспериментальных и теоретических исследований, который позволяет понять механизмы химических процессов, протекающих при гидротермальном воздействии на тяжелые нефти, которые представляют собой сложные системы. Для этого были использованы модельные серосодержащие компоненты. Важно отметить эффективность применения каталитических добавок, которые могут быть использованы для промышленных задач», — резюмировал руководитель проекта, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.

Результаты исследования казанских ученых показывают нефтедобытчикам экологически чистый и эффективный метод снижения содержания серы в тяжелой нефти и нефтяных остатках, который позволит значительно улучшить качество конечной продукции.

Данный метод не трудно интегрировать в существующие технологии переработки нетрадиционных углеводородных ресурсов для повышения экономической эффективности производства и одновременного снижения вредных выбросов в окружающую среду.

Результаты проведенного в КФУ исследования представлены в статье «Способность гидротермальной системы выделять водород при каталитической и некаталитической десульфурации сернистых соединений из нетрадиционных сырых нефтепродуктов и остатков: исследование дейтериевых трассировок», опубликованной в Chemical Engineering Journal.