Учёные химического факультета ТГУ в сотрудничестве с коллегами из Института химии нефти СО РАН и ТПУ совершили прорыв в области переработки трудноизвлекаемого сырья

Тяжёлые нефти, составляющие до трети мировых запасов, трудно поддаются переработке из-за высокой вязкости и большого количества сернистых и смолистых компонентов. Ключевая задача современной нефтехимии — найти экономичный способ их «облегчения».

Новый подход основан на использовании биметаллического катализатора на основе никеля и кобальта в сочетании с ацетоном. Эта комбинация показала рекордную эффективность: выход лёгких и ценных фракций (бензина и дизеля) увеличился почти на 40%, а вязкость тяжёлой нефти упала в 5,5 раз. При этом образование нежелательных побочных продуктов — кокса и газа — сократилось в 1,6 раза.

На данный момент аналогичные результаты экспериментов получены уже для трех нефтей, которые отличаются по физико-химическим свойствам.

«Сейчас мы увеличиваем сырьевую базу и проводим дополнительные исследования, чтобы с большей уверенностью говорить об универсальности метода. Кроме того, стараемся масштабировать процесс на проточной установке, имитирующей установки непосредственно на нефтеперерабатывающих заводах. Но уже ясно, что исследуемые нами процессы можно использовать на существующих мощностях отечественных НПЗ без их существенной модернизации. А необходимые реактивы, в том числе используемый прекурсор катализатора, производятся на территории России, что облегчит их поставки на предприятия» – подчеркивает руководитель этого блока проекта, старший научный сотрудник Института химии нефти СО РАН Никита Свириденко.

Эксперименты с тяжёлой нефтью Зюзеевского месторождения подтвердили высокую эффективность метода. Помимо увеличения выхода светлых фракций, содержание серы в продуктах снизилось на 44%. Уже получены обнадёживающие результаты для нескольких типов нефти с разными свойствами.

Важнейшее преимущество разработки — её потенциальная готовность к внедрению. Технология позволяет получать из тяжёлого сырья так называемую синтетическую нефть, свойства которой близки к лёгкой. При этом процесс можно адаптировать под существующие мощности нефтеперерабатывающих заводов без их масштабной реконструкции.

«Помимо предстоящего масштабирования исследований, с научной точки зрения в нашей работе стоит вопрос образования активной фазы катализатора в процессе переработки тяжелой нефти. Какие компоненты или соединения способствуют их образованию, остается ключевым вопросом» – добавляет доцент кафедры физической и коллоидной химии химического факультета ТГУ, старший научный сотрудник лаборатории каталитических исследований Мария Грабченко.

Исследование выполнено при поддержке министерства науки и высшего образования РФ (проект № FWRN-2021-0005). Работа является продолжением серии исследований томских ученых, направленных на создание эффективных и экономичных технологий переработки трудноизвлекаемого углеводородного сырья. Статья о полученных результатах опубликована в журнале Journal of Analytical and Applied Pyrolysis (Elsevier BV, Q1).