Технология переработки тяжелых нефтяных остатков с использованием сверхкритической воды

Молодой ученый из Института химии нефти СО РАН Хава Нальгиева разрабатывает экологически чистую технологию переработки тяжелых нефтяных остатков в светлые товарные нефтепродукты. В ее основе лежит использование в качестве растворителя сверхкритической воды с добавлением доступного железосодержащего катализатора, что не только повышает в 10 раз полезный выход масляных фракций, но и снижает негативное воздействие на окружающую среду.

– В своей технологии мы используем сверхкритическую воду – это особое состояние вещества, достигаемое при высоких температурах и давлении (в несколько сотен градусов и атмосфер соответственно), при котором отсутствует разница между его жидким и газообразным состоянием, – поясняет Хава Нальгиева, младший научный сотрудник и аспирантка лаборатории углеводородов и высокомолекулярных соединений нефти.

Хава Висангиреевна провела целую серию экспериментов, в которых тяжелые нефтяные остатки подвергались термическому воздействию, как в среде сверхкритической воды с добавлением катализатора, так и без них. Сначала сырье помещалось в лабораторный реактор, который затем ставили в печь, где происходил его нагрев до температуры 450 °C. В результате наблюдался выход светлых масел, а также газообразных продуктов (водорода, метана, оксидов углерода и алканов), смол и вторичных асфальтенов, а также твердого побочного продукта – кокса.

Затем эксперимент проводился в тех же условиях, но с добавлением в реактор воды, которая при этих же параметрах переходит в сверхкритическое состояние. Температура оставалась равной 450 °C, а вот давление за счет воды в реакторе достигало 450 атмосфер. Сложно поверить, но полученные результаты показали, что такой дешевый, распространенный, безопасный и экологически чистый растворитель, как вода, способен в 4 раза увеличить выход масел.

На последнем этапе экспериментов в реактор добавлялся ацетилацетонат железа, который в процессе реакции образует катализатор – оксиды железа. Комбинация сверхкритической воды и катализатора оказалась самой выигрышной, в этом случае выход масел повысился в 10 раз.