Сейчас арктическим территориям требуются новые решения по переработке отходов, чтобы сберечь природу, животный и растительный мир от загрязнения. Новую технологию переработки отходов нефтяной отрасли, которая поможет извлекать биотопливо в промышленных масштабах и сохранит экологическое равновесие хрупких природных экосистем Российской Арктики, создали исследователи Института нефти и газа Сибирского федерального университета (СФУ).
Устойчивое развитие Восточно-Сибирской Арктики во многом зависит от процессов в энергетическом секторе. Факельные газы и тяжелая нефть считаются типичными отходами нефтегазовой отрасли. Однако такие газы можно использовать после переработки как растворитель для тяжелой нефти — это поможет извлечь нефть, а затем изготовить на ее основе биотопливные композиции. Это также актуально для нефтешламов — сложных смесей, состоящих из нефтепродуктов, механических примесей (глины, окислов металлов, песка) и воды.
«Россия является лидером по выбросам факельных газов, существенную долю которых формируют предприятия добычи и переработки углеводородов. Мы считаем актуальным использование и утилизацию этих газов с попутным снижением углеродного следа. Например, факельные газы могут использоваться после переработки как растворитель другого промышленного отхода — нефтешламов. Экстракцией можно увеличить долю легких углеводородов, а потом с помощью методов термической деструкции создавать различные биотопливные композиции на этой основе», — отметил руководитель лаборатории биотопливных композиций СФУ Владимир Бухтояров.
В ходе проведенного исследования ученые в качестве потенциального сырья для топлива рассматривали не только отходы нефтегазовой промышленности. Был изучен потенциал едомы — так называют распространенные на северо-востоке России и на Аляске скопления подземных льдов мощностью в десятки метров, расположенные в пылеватых грунтах. Едомы формировались 6–13 тысяч лет назад, когда среднегодовые температуры в Арктике были на 8–10°C ниже, чем сейчас.
Ученые СФУ утверждают: технологии освоения энергетического потенциала едомы только предстоит разработать. А вот результаты обзора нефтегазовых технологий, которые позволяют увеличить нефтеотдачу, в частности метода VAPEX — добычи нефти посредством газообразных растворителей, подтверждают возможность перерабатывать тяжелую нефть или нефтешлам способом экстракции (извлечения) на основе использования CO2.
На сегодняшний день испытания технологии, адаптированной к скважинным условиям, успешно проведены на лабораторных стендах, специально разработанных учеными СФУ. Кроме того, для оценки эффективности экстракции тяжелой нефти диоксидом углерода в адаптированных к условиям малогабаритных гидравлических каналов ученые выполнили анализ динамической вязкости остаточной нефти при различных давлениях газа. Выяснилось, что CO2 активно мобилизует тяжелую нефть и может выступать в качестве полезного инструмента управления сырьем. Эффективность использования диоксида углерода как растворителя достигает пика примерно при 20 МПа, после чего падает.
По словам Владимира Бухтоярова, выход полученного с помощью новой технологии биоводорода колебался от 44 до 118 литров в час в зависимости от используемого катализатора. Наибольшую эффективность в деле производства биоводорода показал никелевый катализатор с диоксидом кремния.
Исследование проведено при поддержке Минобрнауки России. Работа осуществлялась на базе научной лаборатории биотопливных композиций СФУ, созданной под эгидой Научно-образовательного центра «Енисейская Сибирь». Научно-образовательные центры мирового уровня созданы в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
Научное исследование опубликовано в одном из научных журналов.
