Новые свойства стеарата обнаружили исследователи стратегической академической единицы (САЕ) «ЭкоНефть» КФУ.

Катализаторы на основе стеарата меди могут ускорить процесс внутрипластового горения и, возможно, подземной переработки нефти. При определенных условиях они способны улучшить свойства добываемой нефти. Об этом Информ-Девону сообщили в Казанском федеральном университете.

Результаты исследования были опубликованы в международном научном журнале Applied Catalysis A: General.

Соли меди нашли широкое применение в разных отраслях промышленности – от нефтехимии, фармацевтики до сельского хозяйства.

Многие из существующих катализаторов для окисления тяжелых нефтей синтезированы на основе переходных металлов. Чаще всего, это оксиды платины, ванадия, железа, кобальта, никеля и меди, говорят сотрудники лаборатории реологических и термохимических исследований Казанского университета.

Но практически все они не растворяются в нефти, а значит, плохо в ней распределяются. Это уменьшает каталитический эффект. Поэтому в лаборатории задумались над поиском таких соединений, которые бы обладали высокой степенью нефтерастворимости. Эффективность стеарата меди в качестве катализатора была исследована с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии выского давления (HP-DSC) и адиабатической реакционной калориметрии(ARC).

Полученные результаты сравнивались с уже широко изученными стеаратом никеля, железным стеаратом и оксидом меди. 

С помощью медного стеарата удалось значительно улучшить процесс окисления, в т.ч. уменьшить энергию активации, время индукции и температуру воспламенения, а также увеличить эффективность сгорания кокса. Также в ходе исследований удалось показать другую важную особенность исследуемого вещества – спектр его активности.

В процессе внутрипластового горения можно выделить три основные стадии. Сначала происходит низкотемпературное горение, затем – крекинг, пиролиз, образование топлива и высокотемпературное горении. Оксид меди работает только на последних двух стадиях, т.к. является гетерогенным катализатором и для его активации необходимы высокие температуры.

«Медный стеарат зарекомендовал себя как отличный низкотемпературный гомогенный катализатор, т.е. он активизируется уже на первой стадии», - отметил руководитель САЕ «ЭкоНефть» и НИЛ «Реологических и термохимических исследований» Михаил Варфоломеев.

Исследования показали, что стеарат, выполнив свою часть работы, распадается до наночастиц оксида меди. При этом наблюдается каталитический эффект в разы выше, чем при традиционном «чистом» использовании CuO. Исследователи связывают это с тем, что стеарат меди, будучи нефтерастворимым, максимально распределяется в нефти.

«Наш катализатор в комплексе влияет как на низкотемпературное окисление, так и на высокотемпературное,  т.е. ускоряет оба процесса. Возможно, он как-то воздействует и на вторую стадию (крекинг, пиролиз), но применяемые методы не позволяют это увидеть», - сказал ведущий научный сотрудник НИЛ Чендонг Юань.

Исследования показали, что стеарат меди может выступить и в качестве «спускового крючка» внутрипластового горения. А так как он работает в низких температурных режимах, то и инициировать воспламенение можно гораздо раньше. В «ЭкоНефти» подчеркивают доступность и низкую стоимость медного стеарата, что вместе с высоким каталитическим эффектом делает его одним из наиболее перспективных катализаторов для внутрипластового горения и, возможно, подземной переработки нефти.

 

Ранее Информ-Девон сообщал, что в КФУ исследовали процессы окисления нефти для эффективной добычи  трудноизвлекаемых запасов нефти.