Ученые ТПУ разработали экологически чистый способ получения жидких углеводородов и битума из опасных для окружающей среды отходов нефтедобычи. По сообщению томских исследователей, им удалось экспериментально подтвердить, что этот способ позволяет получать конкурентоспособные продукты для энергетической отрасли. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Sciences.
На всех этапах добычи, транспортировки и переработки нефти образуются нефтешламовые отходы (устойчивые смеси нефтепродуктов, воды и механических примесей — глины, ила, песка). Развитие нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отраслей — увеличение объемов добычи и переработки нефти — приводит к накоплению нефтешламов, которые представляют серьезную опасность для окружающей среды. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) поставили перед собой задачу найти экологически безопасные способы переработки этих отходов.
Одним из таких решений, по словам специалистов ТПУ, может стать паровой пиролиз — термохимический процесс, при котором насыщенные углеводороды распадаются на более мелкие, часто ненасыщенные углеводороды за счет термического разложения при недостатке воздуха.
Сотрудники ТПУ совместно с индустриальным партнером экспериментально подтвердили, что с помощью парового пиролиза можно экологически безопасно перерабатывать нефтешламовые отходы и получать при этом энергетически ценные, конкурентоспособные продукты для промышленности.
Предложенное учеными ТПУ решение предусматривает использование водяного пара как интенсифицирующего агента. В результате парового пиролиза образуются жидкие углеводороды (аналог мазута с улучшенной реологией), полукокс и неконденсируемый газ.
«Мы провели экспериментальные исследования парового пиролиза нефтешламов на опытно-промышленной установке проточного типа для получения таких энергетически ценных продуктов, как жидкие углеводороды, полукокс, неконденсируемые газофазные соединения и битум. Процесс парового пиролиза проводился при температуре 650°С. Нашим целевым продуктом были жидкие углеводороды, и мы провели комплексные исследования их физико-химических характеристик, процессов распыления, капельного воспламенения и горения», — рассказал доцент Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ТПУ Кирилл Ларионов.
Исследование проводилось на опытной установке индустриального партнера с высокой степенью готовности технологии к промышленному внедрению.
«Предложенный метод переработки нефтешламовых отходов позволит решить две ключевые задачи — утилизировать отходы и обеспечить энергетический рынок новыми продуктами», — отметил Ларионов.
По его словам, использование пара позволяет обеспечить взрывобезопасность работы установки, ее экологичность и повысить энергетическую ценность получаемых продуктов по сравнению с большинством существующих решений, основанных на пиролизе в инертной или безкислородной среде.
В будущем исследователи рассчитывают на промышленное внедрение своей разработки на объектах энергетики, нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях.
Томский политехнический университет — участник программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» по треку «Исследовательское лидерство». В программе развития ТПУ, по «Приоритету-2030», заложено три стратегических проекта — «Энергия будущего», «Инженерия здоровья» и «Новое инженерное образование».