Нефтерастворимые катализаторы на основе подсолнечного масла разработали ученые научно-исследовательской лаборатории «Внутрипластовое горение» Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ), 17 марта сообщает пресс-служба университета.

Результаты исследований, которые демонстрируют эффективность новых катализаторов, авторский коллектив представил в статье «Подсолнечное масло как возобновляемый источник биомассы для разработки высокоэффективных маслорастворимых катализаторов для сжигания тяжелой нефти на месте», опубликованных в Chemical Engineering Journal.

Руководитель НИЛ «Внутрипластовое горение» Алексей Вахин объяснил роль подсолнечного масла при создании катализаторов:

«Как известно, высоковязкие трудноизвлекаемые нефти добывают с использованием пара и технологии внутрипластового горения. Чтобы повысить качество нефти, то есть сделать ее менее вязкой, используют катализаторы (наночастицы оксидов переходных металлов). Если закачивать в пласт суспензию из этих наночастиц, то обеспечить ее стабильность очень сложно».

Для решения этой проблемы в КФУ решили использовать в качестве прекурсоров катализаторов органорастворимые соединения металлов, легко проникающие в пористую структуру пласта.

Прекурсор, введенный в пласт, распадается под действием тепла, и наночастицы металла высвобождаются, распределяясь в пласте равномерно. При взаимодействии с кислородом или с серой, содержащимися в нефти, образуется катализатор — оксид или сульфид металла.

В своем исследовании, как пояснил старший научный сотрудник лаборатории Хельхаль Мохаммед-Амин, руководитель проекта «Каталитическое окисление тяжелых нефтей в присутствии наночастиц переходных металлов», они детально изучили кинетические характеристики таких катализаторов.

«В рамках проекта мы занимаемся созданием катализаторов на основе органических соединений железа, кобальта, никеля и меди, а также устанавливаем взаимосвязи между характеристиками полученных наночастиц (химическим составом, морфологическими и текстурными параметрами) и их каталитической активностью», — рассказал младший научный сотрудник НИЛ Араш Таджик.

Исследователи доказали, что от входящего в состав прекурсора лиганда (вещества, создающего вместе с атомом металла термонестабильное соединение), зависит эффективность катализатора.

«Раньше считалось, что роль лиганда не важна. Главное, чтобы он был доступным, дешевым и способствовал соединению металла с нефтью, — сообщил Вахин. — Наши исследования показали, что эффективность катализатора зависит, в том числе, и от того, какой лиганд был использован для получения прекурсора. В качестве лигандообразователя нами было впервые использовано подсолнечное масло (ранее мы использовали рапсовое масло и отходы деревообрабатывающей промышленности)».

Учеными КФУ было проведено математическое моделирование, в результате чего был создан высокоэффективный катализатор окисления тяжелой нефти на основе меди, в состав лиганда которого вошло подсолнечное масло как экологически чистый и дешевый продукт.

Ученые намерены выяснить, на каком этапе тот или иной лиганд влияет на эффективность получаемых катализаторов, и определить самый дешевый и эффективный лигандообразователь.

Такие катализаторы повысят эффективность и экономичность технологии внутрипластового горения, указывают разработчики. Кроме того, они могут с успехом быть использованы в других тепловых методах нефтедобычи.