Российские ученые собрали самую крупную в мире установку для переработки тяжелой нефти с помощью электрических разрядов. На ней можно вырабатывать сырье для нефтехимии. Об этом Информагентство «Девон» узнало из сообщения Российского научного фонда.

Перерабатывать тяжелую нефть сложно из-за ее высокой плотности, вязкости и сернистости. Современные методы требуют высоких температур и давления, большого количества водорода, а также специального оборудования. Для поддержания высоких температур необходимо сжигать углеводородное топливо. Это приводит к значительным выбросам углекислого газа.

Выбросов СО2 можно избежать, если вместо высокотемпературных установок и печей использовать плазменные реакторы. Они не требуют дорогостоящих катализаторов и водорода. Такие установки могут работать на электроэнергии с АЭС и гидроэлектростанций.

При плазменном пиролизе нефти под действием электрических разрядов образуются высокореактивные соединения: радикалы и ионы. Они возбуждают молекулы органических соединений в нефти. В результате крупные молекулы расщепляются на более мелкие. Они могут использоваться во многих химических процессах, заявляют ученые.

Несмотря на достоинства такой обработки нефти, внедрение этого метода в промышленность ограничено небольшими размерами реакторов. Поэтому ученые из Нижегородского государственного технического университета собрали установку для плазменного пиролиза нефти. Она состоит из реактора, систем управления и регистрации электроразрядов и сбора образующихся газов.

Для проверки установки исследователи заливали мазут между двумя электродами. Ученые доказали, что увеличение мощности энергетического воздействия повышает производительность и энергоэффективность процесса. При этом выделяется водород, ацетилен, этилен, метан, а также углеводороды, содержащие от трех до пяти атомов углерода. Все они широко используются в химической промышленности.

В твердофазных продуктах ученые обнаружили неупорядоченный графит и многослойные углеродные нанотрубки, которые могут использоваться в электронике. Кроме того, твердые продукты содержат атомы серы, кислорода, ванадия и никеля. Эти соединения можно использовать в качестве ускорителей (катализаторов) химических реакций.

«Мы будем пытаться повысить глубину переработки мазута, увеличить производительность и рентабельность плазмохимического пиролиза, — рассказывает руководитель проекта, ведущий научный сотрудник НГТУ Евгений ТИТОВ. - Также мы планируем исследовать углеродные наноструктуры для использования их в качестве катализаторов и адсорбентов».

В исследовании также принимали участие специалисты Федерального научно-исследовательского центра «Кристаллография и фотоника» РАН (Москва), Курчатовского института и Московского физико-технического института (Долгопрудный).

В 2018 году ИА «Девон» писало, что ученые Сибирского отделения РАН предлагали создать в Татарстане плазмохимический центр для нефтегазопереработки. Запустить производство синтетического топлива из природного и попутного нефтяного газа с помощью холодной плазмы хотели специалисты НТЦ «Плазма» (входит в Институт Теплофизики им. С.С. Кутателадзе).