АЛМАТЫ, 31 мая — Sputnik. Российские ученые собрали самую крупную в мире установку, позволяющую с помощью электрических разрядов эффективно перерабатывать тяжелую нефть. С помощью установки можно получать продукты, используемые в химической промышленности, сообщает РИА Новости.
Запасы тяжелой нефти составляют 70% от мировых. Казахстанские месторождения, к слову, не являются исключением, а на всех НПЗ в республике производят мазут и битум (наиболее тяжелые фракции после переработки нефти - Sputnik).
Переработка тяжелой нефти сложна из-за высокой плотности и вязкости, большого количества серосодержащих соединений. В современных методах есть много недостатков: они требуют высоких температур и давления, большого количества водорода и специального оборудования, также для поддержания высокой температуры сжигается большой объем топлива, что приводит к значительным выбросам углекислого газа.
Высокотемпературные установки могут заменить плазменные реакторы. Они не требуют дорогостоящих катализаторов и водорода, работают на электроэнергии и не выделяют углекислый газ. Однако внедрение этого метода в промышленность ограничено небольшими размерами реакторов.
Ученые из Нижегородского государственного технического университета имени Алексеева собрали установку для плазменного пиролиза нефти. Она состоит из реактора, системы управления и регистрации электрических разрядов, а также системы сбора образующихся газов. Объем реактора составил 300 кубических сантиметров, что в 7,5 раза больше, чем у предыдущих моделей.
Авторы показали, что увеличение мощности воздействия приводит к повышению производительности, энергоэффективности процесса и выходу газообразных продуктов, а также влияет на их количество. В ходе процесса выделялся водород, ацетилен, этилен, метан, а также углеводороды, содержащие от трех до пяти атомов углерода. Все они широко используются в химической промышленности.
Отмечается, что установка потребляла меньше энергии, а выход ценных газообразных углеводородов был высоким. В твердофазных продуктах ученые обнаружили неупорядоченный графит и многослойные углеродные нанотрубки, которые могут использоваться в электронике. Кроме того, твердые продукты содержали атомы серы, кислорода, ванадия и никеля, что делает эти структуры привлекательными для использования в промышленности в качестве ускорителей химических реакций.
"В наших дальнейших работах мы будем пытаться повысить глубину переработки мазута, увеличить производительность и рентабельность плазмохимического пиролиза. Также мы планируем исследовать углеродные наноструктуры для использования их в качестве катализаторов и адсорбентов", – рассказывает руководитель проекта Евгений Титов.
Исследование поддержал Российский научный фонд. В нем принимали участие ученые из Федерального научно-исследовательского центра "Кристаллография и фотоника" РАН, Курчатовского института и Московского физико-технического института.