Ученые СурГУ и ТПУ разработали метод переработки тяжелых нефтяных остатков с использованием электродуговой плазмы для получения графитоподобного углерода, который применяется в промышленности и электронике. Этот метод актуален для нефтедобывающих регионов, включая Югру, так как позволяет эффективно перерабатывать асфальт сольвентной деасфальтизации, содержащий большое количество углерода, но трудно поддающийся традиционной переработке из‑за сложного строения и склонности к коксованию.
Исследователи обрабатывали побочные продукты нефтепереработки в электродуговой плазме 100 А в течение 30 секунд без вакуума. Высокие температуры разлагают сложные молекулы, превращая углерод в полезный материал. Это происходит при атмосферном давлении, что упрощает установку и масштабирование технологии.
Плазменное воздействие за 30 секунд образует графитоподобный углерод, удаляя водород, кислород, серу и другие гетероатомы. По данным CHNS/O‑анализа, содержание серы снизилось с 6,24% до 1,56%, кислорода – с 1,3% до менее 0,01%. Технология эффективно очищает материал в лаборатории. Для внедрения требуется разработать непрерывную подачу сырья, системы газоочистки, оценить энергопотребление и ресурс оборудования. Об этом сообщила Валентина Егорова из Научно-образовательного центра СурГУ.
Специалисты использовали материал для получения карбидов кремния и хрома с помощью электродуговой плазмы. Содержание углерода в продукте достигло 96,94%, потеря массы при нагреве до 1030 °C – 2,74%, что указывает на высокую термическую устойчивость. В материале обнаружены графитоподобные структуры, углеродные нанообъекты и полиэдрические частицы графита. После отжига содержание карбида кремния составило 85%, карбида хрома – 84%. Карбид кремния применяется в шлифовальных материалах, огнеупорах и электронике, а карбид хрома – в защитных покрытиях и высокотемпературных деталях.
Новый метод ученых превращает отходы нефтедобычи в углеродное сырье. Это уменьшает накопление отходов, расширяет ассортимент продукции и развивает производство углеродных и керамических материалов.
В Югре, богатой углеродсодержащим сырьем, ученые научились получать полезные материалы из тяжелых остатков нефтепереработки. Нефтяной остаток может стать сырьем для графитоподобного углерода и карбидов, используемых в промышленности. Об этом рассказала Юлия Петрова, кандидат химических наук и директор Института естественных и технических наук СурГУ.
Исследуются нефтешламы и асфальтосмолопарафиновые отложения. Планируется увеличить загрузку реактора электродуговой плазмы и разработать непрерывный режим обработки. Ученые определят состав газообразных продуктов, повысят выход и чистоту карбидных фаз, оценят энергозатраты и ресурс электродов. Также исследуются сорбционные свойства материалов.
Работа поддержана Фондом научно-технологического развития ХМАО – Югры (№ 2024‑535‑03) и продолжается в рамках проекта СурГУ «Химия нефти» программы «Приоритет‑2030».
Источник: наука.рфв
распечатать статью