Ученые КФУ разработали экспресс-анализ состава сырой нефти
Несмотря на то, что нефть известна человечеству с незапамятных времен, ее химический состав до сих пор является объектом изучения учеными в любой точке мира. Это обусловлено, в первую очередь, развитием промышленности — расширением производства и механизмов. До недавнего времени считалось, что изучение состава «черного золота» – задача не из легких, поскольку состав нефти лежит в основе ее различных классификаций, необходимых для выбора наиболее рационального метода переработки. Однако существующие методы анализа способны занять не меньше недели, а то и больше, при этом множество процедур приходится выполнять вручную. В целях разработки максимально простого способа ученые приоритетного направления «Эконефть» создали новый, быстрый и простой метод, основанный на низкополевой ЯМР-релаксометрии, для определения насыщенных, ароматических, смол и асфальтенов в составе сырой нефти.
Несколько лет данной работой в университете руководил Владимир Волков, однако в конце 2019 года казанский ученый ушел из жизни. Коллеги и воспитанники продолжили научные труды Владимира Волкова, в число которых вошла и данная разработка. Результаты, полученные с помощью ядерного магнитного резонанса, были опубликованы в Journal of Petroleum Science and Engineering.
«Сейчас в России и в мире существуют несколько ГОСТов (а за рубежом – ASTM) на определение группового состава нефти: определяют, сколько в ней легких, тяжелых компонентов, к которым относятся насыщенные углеводороды, смолы и асфальтены», – отмечает руководитель приоритетного направления «Эконефть», зав.кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ КФУ Михаил Варфоломеев.
Традиционный метод определения состава нефти, в отличие от разработанного казанскими учеными экспресс-теста, требует использования различных химических реагентов, что неизбежно сказывается на изменении свойств нефти. Дополнительного воздействия можно избежать, уверены казанские ученые. Экспресс-тест, разработанный в Казанском университете, определяет состав «черного золота» автоматически, что снимает субъективный фактор.
«То есть мы измеряем нашу исходную нефть, не приводя никакого воздействия на нее. Получается колоссальный выигрыш во времени за счет исключения возможных ошибок и затрат, связанных с ручным определением», – пояснил Михаил Варфоломеев.
Первые испытания уникальной по своим характеристикам разработки стали возможны для компании , с которой университет ведет совместные работы в данном направлении. На сегодня ученые приоритетного направления «Эконефть» уже научились определять 4 фракции нефти: асфальтены, смолы, насыщенные, ароматические углеводороды.
«Асфальтены находятся в нефти как твердые тела, это и составляет основную идею нашего подхода. При помощи ЯМР-релаксометрии мы не снимаем спектры, а снимаем времена релаксации и релаксационные прямые. Далее анализируем их по разным скоростям спада. Сами скорости зависят от подвижности молекул, а как известно, нефть, с точки зрения набора молекул, — одна из сложнейших жидкостей на планете. И все они имеют разные скорости вращения и разные времена релаксации», – объяснил доцент ИГиНГТ КФУ Борис Сахаров.
Исследования казанских ученых в данном направлении будут продолжены. Следующим этапом станет определение состава парафинов. Также в этом проекте принимают участие представители Института физики КФУ.
В завершение стоит отметить, что спектр исследований на данную тему заметно расширяется. Так, например, ученые КФУ планируют начать работу над созданием новых тестов, только теперь уже для керновых материалов, которые сработают, не уступая задумке, в режиме нон-стоп.
https://media.kpfu.ru