Запасы легкой нефти постепенно истощаются, поэтому компании все чаще обращают внимание на тяжелое, смолоподобное сырье. Такую нефть сложнее добывать и транспортировать, она содержит много серы и других вредных примесей. Ученые разрабатывают технологии облагораживания прямо в пласте, например закачку горячего пара с катализаторами. Исследования показывали, что никель помогает удалять серу, но механизм и скорость этих реакций оставались неизвестны, что мешало подбору условий добычи.
Специалисты Казанского федерального университета создали математическую модель, описывающую преобразования серосодержащих соединений. Как рассказали в пресс-службе Российского научного фонда, в лаборатории ученые смоделировали условия месторождения в герметичном реакторе. Вместо сложной природной смеси ученые использовали дибензилсульфид – вещество, имитирующее молекулы нефти. Это позволило точно отследить все превращения, избежав побочных реакций. В реактор также добавили воду, растворитель и в некоторых опытах – органическое соединение никеля.
Смесь нагрели до 300 °С при давлении в два раза выше атмосферного, что воспроизвело условия на глубине в несколько сотен метров. Вода превратилась в пар, запустив процессы, характерные для реального пласта. Наблюдения показали: в присутствии никеля молекулы сырья быстрее распадаются при взаимодействии с водой, активно выделяется водород. Он связывается с серой и выводит ее в виде газа, позволяя очистить сырье на 97%.
Без никеля удаляется лишь пятая часть атомов серы. Созданная учеными модель включает 15 возможных реакций и объясняет механизм действия добавок. В дальнейшем команда планирует исследовать системы на основе переходных металлов, которые помогут не только вытеснять больше нефти, но и перерабатывать ее прямо в пласте.
Ранее в России создали «магнитный пылесос» для очистки моря от нефти и тяжелых металлов.
