Ученые создали нефтерастворимые катализаторы на основе подсолнечного масла, которые позволят повысить эффективность технологии внутрипластового горения. Также их можно применять для других тепловых методов нефтедобычи. Работа выполнена специалистами Казанского федерального университета (КФУ). Результаты исследования опубликованы в Chemical Engineering Journal.

«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. Мы и некоторые другие российские и зарубежные научные коллективы пошли по пути получения прекурсоров (веществ, участвующих в реакции, приводящей к образованию целевого вещества) катализаторов – органорастворимых соединений металлов, которые легко проникают в пористую среду пласта. Прекурсор вводится в пласт, под действием тепла органорастворимое соединение распадается, и наночастицы высвобождаются, равномерно распределяясь в пласте. Они взаимодействуют с кислородом (или с серой) в составе нефти, в результате образуется катализатор – оксид (либо сульфид) металла», - рассказывает руководитель научно-исследовательской лаборатории «Внутрипластовое горение» Алексей Вахин.

В работе, который посвящена статья, детально изучены 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. В ходе исследований нам удалось доказать, что лиганд, который используется для создания внутрипластовых катализаторов, влияет на их эффективность», - говорит младший научный сотрудник НИЛ «Внутрипластовое горение» Араш Таджик.

Лиганд входит в состав прекурсора катализатора. Вместе с атомом металла он образует термонестабильное соединение.

«Раньше считалось, что роль лиганда не важна. Главное, чтобы он был доступным, дешевым и способствовал соединению металла с нефтью. 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)», - комментирует Алексей Вахин.

В результате математического моделирования учеными был создан высокоэффективный катализатор на основе меди для ускорения процесса окисления тяжелой нефти. В составе лиганда, который использовался при синтезе прекурсора катализатора, – подсолнечное масло.

Ученые уверены: от того, какой используется лиганд, будет зависеть состав образующейся формы активного катализатора. Они планируют выяснить, на каком этапе тот или иной лиганд влияет на эффективность получаемых катализаторов, а также определить, какой из лигандообразователей является самым дешевым и эффективным.

Результаты исследования опубликованы в Chemical Engineering Journal, входящем в первую тройку изданий в мире по направлениям Industrial and Manufacturing Engineering и Environmental Chemistry.