Исследование состава и свойств смолисто-асфальтеновых компонентов тяжелых нефтяных остатков и изучение возможности их использования в качестве сырья для производства новых материалов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-13-20016

НазваниеИсследование состава и свойств смолисто-асфальтеновых компонентов тяжелых нефтяных остатков и изучение возможности их использования в качестве сырья для производства новых материалов

Руководитель Петрова Юлия Юрьевна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры "Сургутский государственный университет" , Ханты-Мансийский АО - Югра

Конкурс №66 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-602 - Химия новых органических и гибридных функциональных материалов

Ключевые слова тяжелые нефтяные остатки, асфальтены, смолы, углеродные материалы, плазма, спектроскопические методы, физико-химические методы

Код ГРНТИ31.25.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В условиях новой стратегии экономического развития все большее внимание уделяется проблемам рационального использования природных ресурсов и в частности нефтяных. Данная проблема является также актуальной в сегодняшней мировой повестке по созданию «зеленой энергетики будущего» и «чистой» планеты, которая предполагает переход к неуглеводородным источникам топлива и снижению углеродного следа при производстве товаров. Однако, вместе с тем, в структуре добыче сегодня растет доля тяжелых высоковязких нефтей при переработке которых актуальной становится проблема утилизации нефтяных остатков с высокой долей смолисто-асфальтеновых компонентов (САВ). Это особенно важно в России, поскольку глубина переработки нефти составляет в среднем около 75 %, и соответственно на долю нефтяных остатков приходится около 25 % перерабатываемого сырья. Традиционно их используют в качестве горюче-смазочных материалов (ГСМ), в производстве дорожного битума, кокса, что с одной стороны не отражает весь потенциал их возможностей, а с другой – негативно влияет на окружающую среду, увеличивая содержание углерода в атмосфере. Все это делает особенно актуальным сегодня поиск новых альтернативных способов использования тяжелых нефтяных остатков. Для ХМАО данная повестка является особенно актуальной ввиду специфики региона связанной с добычей природных ресурсов на основе углеводородов и необходимостью их рационального использования. В стратегии социально-экономического развития Ханты-Мансийского автономного округа - Югры до 2030 года обозначено направление развития несырьевых видов деятельности, основанных на переработке сырья (нефтегазоперерабатывающий кластер). Для вовлечения региона в общемировую повестку по созданию новых «зеленых технологий» необходимо развитие новых научных направлений, связанных с альтернативным взглядом на использование углеводородных ресурсов – постепенный переход к использованию их в качестве ценного сырья для получения новых материалов для различных отраслей промышленности. Строение САВ (поликонденсированные нафтеноароматические системы с включением гетероатомов) позволяет рассмотреть их как перспективный материал для синтеза новых полимерных и композитных материалов, которые могут иметь в перспективе широкое применение в технике и промышленности. Например, для получения полимерных матриц, в том числе и графена – современного сырья для микроэлектроники, а также компонентов для деэмульгации нефти, полимерных покрытий, сорбентов, носителей для катализаторов и т.д. Целью данного проекта является решение научной проблемы рационального использования САВ в качестве сырья для производства углеродных материалов. Основной акцент исследования будет сделан на изучении химического состава и физико-химических свойств САВ, который позволит выявить влияние их природы на свойства получаемых материалов. На данном этапе развития исследований в этой области такие работы фактически отсутствуют. Научная новизна проекта заключается в новых физико-химических закономерностях зависимости свойств получаемых материалов от состава исходного сырья САВ, что позволит разработать технологию получения новых композитов с улучшенными свойствами. Понимание состава, строения и свойств САВ, которые до сих пор остаются не изученными позволит предлагать рациональные пути их использования. Что в свою очередь откроет новые горизонты как в развитии наук о высокомолекулярных соединениях, наук о новых материалах, термических и термокаталитических процессов их переработки что расширит возможности их рационального использования. Научная новизна исследований заключается также в разработке способов получения углеродных материалов на основе САВ с использованием высокоэнергетического воздействия (плазменных методов) на основе авторского оригинального безвакуумного электродугового метода с использованием в качестве исходного сырья тяжелых нефтяных остатков(отходов).

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Зеленцов Д.О., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю. Переработка природного асфальтита в атмосферной плазме дугового разряда постоянного тока НЕФТЕПРОМЫСЛОВАЯ ХИМИЯ: Материалы IX Международной (XVII Всероссийской) научно-практической конференции. Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, Москва, В книге: Нефтепромысловая химия. Материалы IX Международной (XVII Всероссийской) научно-практической конференции. Москва, 2022. С. 196-199. (год публикации - 2022)

2. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю. Исследование углеродного материала, полученного при плазменной обработке асфальтенов различного генезиса НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ: Материалы Международной научно-технической конференции молодых ученых. Могилев, Новые материалы, оборудование и технологии в промышленности: материалы Международной научно-технической конференции молодых ученых (27-28 октября 2022). Могилев, 2022. - (год публикации - 2022)

3. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Зеленцов Д.О., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю. Переработка природного асфальтита в атмосферной плазме дугового разряда постоянного тока Химия нефти и газа : материалы XII Международной конференции (26–30 сентября 2022 года, Томск, Россия). — Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2022, Химия нефти и газа : материалы XII Международной конференции (26–30 сентября 2022 года, Томск, Россия). — Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2022. — С.301-302 (год публикации - 2022)

4. Поваляев П.В., Пак А.Я., Францина Е.В., Аркаченкова В.В., Калинина Н.А СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРОДУГОВОГО РАЗРЯДА НА СМОЛИСТОАСФАЛЬТЕНОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ НЕФТИ Сборник материалов XXII Международной конференции по науке и технологии Россия-Корея-СНГ, Москва, XXII Международная конференция по науке и технологиям Россия-Корея-СНГ. Москва, 25–27 августа 2022: труды конференции (год публикации - 2022)

5. Аркаченкова В. В., Поваляев П. В., Зеленцов Д. О., Францина Е. В. Переработка асфальтенов в атмосферной плазме дугового разряда постоянного тока Перспективные материалы конструкционного и функционального назначения : сборник научных трудов Международной научно-технической молодежной конференции / под ред. С.П. Буяковой ; Томский политехнический университет, Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2022. – С.129 (год публикации - 2022)

6. Поваляев П.В., Пак А.Я., Францина Е.В., Аркаченкова В.В. ПЕРЕРАБОТКА АСФАЛЬТЕНОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ БЕЗВАКУУМНЫМ ЭЛЕКТРОДУГОВЫМ МЕТОДОМ С ПОЛУЧЕНИЕМ УГЛЕРОДНЫХ СТРУКТУР Перспективные материалы конструкционного и функционального назначе- ния : сборник научных трудов Международной научно-технической молодежной кон- ференции / под ред. С.П. Буяковой ; Томский политехнический университет, Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2022. – С. 248 (год публикации - 2022)

7. Поваляев П.В., Пак А.Я., Францина Е.В., Аркаченкова В.В., Калинина Н.А. СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР БЕЗВАКУУМНЫМ ЭЛЕКТРОДУГОВЫМ МЕТОДОМ XI Международный российско-казахстанский симпозиум «Углехимия и экология Кузбасса», 4—6 июля 2022 г. : сборник тезисов докладов. Кемерово : ФИЦ УУХ, 2022. - 100 с., Сборник тезисов докл. 4-6 июля 2022 г. Кемерово/ ФИЦ УУХ СО РАН. – Кемерово: ФИЦ УУХ СО РАН, 2022. – С.72 (год публикации - 2022)

8. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Переработка асфальтенов тяжелой нефти Технические и технологические системы : Материалы двенадцатой Международной научной конференции «ТТС-22» (23–25 ноября 2022 года), Технические и технологические системы : Материалы двенадцатой Международной научной конференции «ТТС-22» (23–25 ноября 2022 года) / ФГБОУ ВО «КубГТУ», КВВАУЛ им. А.К. Серова. – Краснодар : Издательский Дом – Юг, 2022 (год публикации - 2022)

9. Гринько А.А., Иванова Л.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю., Пак А.Я., Поваляев П.В., Каичев В.В., Аркаченкова В.В., Литвинцева К.А. Плазменная переработка асфальтенов легкой и тяжелой нефти Химия высоких энергий (год публикации - 2023)

10. Петрова Ю.Ю., Францина Е.В., Гринько А.А., Пак А.Я., Аркаченкова В.В., Поваляев П.В. Investigation of the process and products of plasma treatment of asphaltenes Materials Today Communications, Materials Today Communications, V 33, 2022, 104669 (год публикации - 2022)
10.1016/j.mtcomm.2022.104669

11. Францина Е.В., Петрова Ю.Ю., Аркаченкова В.В., Гринько А.А., Пак А.Я., Поваляев П.В., Зеленцов Д.О., Чередниченко К.А. The influence of composition of asphaltenes of different genesis on the properties of carbon materials manufactured from them by plasma processing Petroleum Science, Petroleum Science, 2023, ISSN 1995-8226, https://doi.org/10.1016/j.petsci.2023.07.012. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1995822623001796) (год публикации - 2023)
10.1016/j.petsci.2023.07.012

12. Зеленцов Д.О., Петрова Ю.Ю., Коробкин А.В., Иванова А.А., Черемисин А.Н., Шаненков И.И., Пак А.Я., Матейшина Ю.Г. Influence of anionic surfactant on stability of nanoparticles in aqueous solutions Chimica Techno Acta, v. 10, n. 3, p. 202310302 (год публикации - 2023)
10.15826/chimtech.2023.10.3.02

13. Аркаченкова В.В., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю. Переработка технологического асфальта в полезные углеродные материалы путем воздействия электродуговым разрядом Безопасный Север – чистая Арктика: сб. материалов V Всероссийской (с междунар. участием) научно-практической конференции, Безопасный Север – чистая Арктика: сб. материалов V Всероссийской (с междунар. участием) научно-практической конференции, 13-14 апреля 2023 г., Сургут / ред. А. А. Исаев; Сургутский государственный университет. – Сургут: СурГУ, 2023. – С.23 (год публикации - 2023)

14. Рябова В.А., Аркаченкова В.В., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю. Получение углеродных материалов методом плазменной обработки асфальтенов, выделенных из тяжелых нефтяных остатков Безопасный Север – чистая Арктика: Материалы V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Безопасный Север – чистая Арктика: сб. материалов V Всероссийской (с междунар. участием) научно-практической конференции / Ред. А.А. Исаев. – Сургут: Сургутский государственный университет, 2023. – С. 41-44. – https://elibrary.ru/item.asp?id=54205626 (год публикации - 2023)

15. Поваляев П.В., Францина Е.В., Аркаченкова В.В., Пак А.Я., Комкина У.С. Возможность плазменной газификации нефтеотходов с получением углеродных наноструктур и синтез-газа Безопасный Север – чистая Арктика: сб. материалов V Всероссийской (с междунар. участием) научно-практической конференции, Безопасный Север – чистая Арктика: сб. материалов V Всероссийской (с междунар. участием) научно-практической конференции, 13-14 апреля 2023 г., Сургут / ред. А. А. Исаев; Сургутский государственный университет. – Сургут: СурГУ, 2023. – С.36. (год публикации - 2023)

16. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Зеленцов Д.О., ПетроваЮ.Ю. Получение углеродных материалов методом плазменной обработки асфальтенов, выделенных из Кармальского битума и Сургутской нефти Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XXIV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2023. – С.34 (год публикации - 2023)

17. Поваляев П.В., Аркаченкова В.В., Францина Е.В. Исследование морфологии углеродных наноструктур полученных методом плазменной переработки Химия и химическая технология в XXI веке: материалы XXIV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2023. – С.102 (год публикации - 2023)

18. Зеленцов Д.О., Петрова Ю.Ю., Коробкин А.В., Иванова А.А., Черемисин А.Н., Шаненков И.И., Сивков А.А. Исследование влияния pH на агрегацию наночастиц в воде и растворах анионного поверхностно-активного вещества Химия и химическая технология в XXI веке: материалы XXIV Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2023. – С.501 (год публикации - 2023)

19. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Жаркова М.А., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю. Плазменная переработка технологического асфальта в присутствии металлов Химические технологии функциональных материалов: материалы IX Международной Российско-Казахстанской научно-практической конференции, Химические технологии функциональных материалов: материалы IX Международной Российско-Казахстанской научно- практической конференции / отв. ред. А.И. Апарнев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2023. – С.55 (год публикации - 2023)

20. Зеленцов Д.О., Петрова Ю.Ю., Коробкин А.В., Иванова А.А., Черемисин А.Н., Шаненков И.И., Пак А.Я., Матейшина Ю.Г. Влияние анионного поверхностно-активного вещества на стабильность наночастиц в водных растворах Химические технологии функциональных материалов: материалы IX Международной Российско-Казахстанской научно-практической конференции, Химические технологии функциональных материалов: материалы IX Международной Российско-Казахстанской научно- практической конференции / отв. ред. А.И. Апарнев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2023. – С.72 (год публикации - 2023)

21. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Жаркова М.А., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю., Гринько А.А. Плазменная переработка высокомолекулярной фракции нефти с добавлением Cr, Fe, Ni Нефтепромысловая химия. Материалы X Международной (XVIII Всероссийской) научно-практической конференции, Нефтепромысловая химия. Материалы X Международной (XVIII Всероссийской) научно-практической конференции. Москва: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2023. – С. 172 (год публикации - 2023)

22. Зеленцов Д.О., Петрова Ю.Ю., Коробкин А.В., Иванова А.А., Черемисин А.Н., Пак А.Я., Шаненков И.И. Влияние анионного поверхностно-активного вещества на стабильность наночастиц TiO2 и углерода Нефтепромысловая химия. Материалы X Международной (XVIII Всероссийской) научно-практической конференции, Нефтепромысловая химия. Материалы X Международной (XVIII Всероссийской) научно-практической конференции. Москва: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2023. – С. 147. (год публикации - 2023)

23. Зеленцов Д.О., Петрова Ю.Ю., Коробкин А.В., Иванова А.А., Черемисин А.Н., Шаненков И.И., Сивков А.А. Synthesis of nanoparticles and their modification in solutions of anionic surfactants for obtaining stable dispersions ASAM-8 The 8th Asian Symposium on Advanced Materials Book of Abstracts, The 8th Asian Symposium on Advanced Materials Book of Abstracts (July 3 – 7, 2023, Novosibirsk, Russia) [Electronic resource]– Novosibirsk : Boreskov institute of Catalysis SB RAS, 2023. - P.63 (год публикации - 2023)

24. Егорова В.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Переработка нефтяных асфальтенов в присутствии металлов Новые материалы, оборудование и технологии в промыш- ленности: материалы Междунар. науч.-техн. конф. молодых ученых, М-во образования Респ. Беларусь, М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Белорус.-Рос. ун-т; редкол.: М. Е. Лустенков (гл. ред.) [и др.]. – Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2023. – С.57. (год публикации - 2023)

25. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю., Зеленцов Д.О. Переработка отходов нефтяной промышленности в полезные углеродные материалы путем воздействия электродуговым разрядом АРКТИКА 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения, АРКТИКА 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения, № 2 (14), 2023. - М.: «Экспертный центр — Проектный офис развития Арктики (ПОРА)». - С. 52-65 (год публикации - 2023)

26. Аркаченкова В.В., Поваляев П.В., Жаркова М.А., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю. Плазменный реактор для переработки нефтяных отходов XXV Международная конференция по химическим реакторам (ХимРеактор-25), Сборник тезисов, – Новосибирск : Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, 2023. - C.115 (год публикации - 2023)

27. Аркаченкова В.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Синтез углеродных наноструктур на основе асфальтенов различной природы воздействием электродугового разряда Сборник трудов XV Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Сборник трудов XV Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России». – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2023 (год публикации - 2023)

28. Егорова В.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Плазменная переработка нефтяных асфальтенов в полезные углеродные материалы Кайбышевские чтения: сборник материалов Третьей Международной К15 школы-конференции молодых ученых, Кайбышевские чтения: сборник материалов Третьей Международной К15 школы-конференции молодых ученых (г. Уфа, 16-20 октября 2023 г.) / отв. ред. Е.В. Парфенов. – Уфа: РИЦ УУНиТ, 2023. – 170 с. (год публикации - 2023)

29. Егорова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Переработка асфальтенов тяжелой нефти методом высокотемпературной обработки в полезные углеродные материалы "Бутаковские чтения : сборник статей II Всероссийской с международным участием молодёжной конференции, "Бутаковские чтения : сборник статей II Всероссийской с международным участием молодёжной конференции / под ред. А.С. Заворина ; Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2023. (год публикации - 2023)

30. Поваляев П.В., Пак А.Я., Францина Е.В., Аркаченкова В.В. Электродуговой синтез карбида хрома с использованием углерода, полученного из асфальтеносодержащих отходов Сборник трудов XXIII Международной конференции по науке и технологиям «Россия-Корея-СНГ» 2023, Сборник трудов XXIII Международной конференции по науке и технологиям Россия-Корея-СНГ. - Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2023 (год публикации - 2023)

31. Пак А.Я., Поваляев П.В., Францина Е.В., Гринько А.А., Петрова Ю.Ю., Аркаченкова В.В. ПОЛУЧЕНИЕ УГЛЕРОДНЫХ ГРАФИТОПОДОБНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТХОДОВ НА ОСНОВЕ АСФАЛЬТЕНОВ Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов (год публикации - 2022)

32. Зеленцов Д.О., Краснова О.С. , Петрова Ю.Ю. Стабилизация наночастиц в водных дисперсиях поверхностно-активными веществами Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XXV Юбилейной Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, посвященной 100-летию со дня рождения профессора В.П. Лопатинского. В 2 томах. Том 2 (г. Томск, 20–24 мая 2024 г.)., Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2024. Т.2. – С. 266. (год публикации - 2024)

33. Егорова В.В., Поваляев П.В. , Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Переработка асфальто-смоло-парафиновых отложений в высокоэнергетическом реакторе при разной силе тока и времени инициирования разряда Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XXV Юбилейной Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых имени выдающихся химиков Л.П. Кулёва и Н.М. Кижнера, посвященной 100-летию со дня рождения профессора В.П. Лопатинского. В 2 томах (г. Томск, 20–24 мая 2024 г.), Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, Т. 1. - 2024. – С. 339 (год публикации - 2024)

34. Поваляев П.В., Пак А.Я., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю., Егорова В.В. Synthesis of chromium carbide powder by vacuum-free electric arc plasma method. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Volume 123, 106795 (год публикации - 2024)
10.1016/j.ijrmhm.2024.106795

35. Егорова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Recycling of asphaltene sediments in a plasma reactor at different discharge initiation times XIII International Conference on Chemistry for Young Scientists “MENDELEEV 2024”. St Petersburg. September 2–6, 2024. Book of abstracts, St Petersburg.: VVM Publishing LLC, 2024. — P. 55. (год публикации - 2024)

36. Егорова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Переработка АСПО в плазменном реакторе при разном времени инициирования разряда Химия нефти и газа : материалы XIII Международной конференции (23–27 сентября 2024 г., Томск, Россия), Томск: Издательство ИОА СО РАН, 2024. – С.293. (год публикации - 2024)

37. Зеленцов Д.О., Теллер Е.В., Попов А.В., Игнатюк А.И., Краснова О.С., Петрова Ю.Ю. Модификация наночастиц в растворах поверхностно-активных веществ для получения стабильных золей Нефтепромысловая химия: XI Международная (XIX Всероссийская) научно-практическая конференция: тезисы докладов, М.: РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2024. (год публикации - 2024)

38. Егорова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Высокотемпературная переработка технологического асфальта в открытой воздушной среде Материалы Х международной Российско-Казахстанской научно-практической конференции «Химические технологии функциональных материалов», посвященной 90-летию образования Казахского национального университета имени аль-Фараби Алматы, Казахстан, 25-26 апреля, 2024 г. , Алматы: Қазақ университеті, 2024. – С. 133 (год публикации - 2024)

39. Зеленцов Д.О., Петрова Ю.Ю., Егорова В.В., Францина Е.В., Поваляев П.В. Модификация углеродных наночастиц, полученных плазменной переработкой асфальтенов, поверхностно-активным веществом ХХVII Всероссийская конференция молодых учёных-химиков (с международным участием): тезисы докладов (Нижний Новгород, 16–18 апреля 2024 г.), Нижний Новгород: Изд-во ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2024. – С. 629. (год публикации - 2024)

40. Егорова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Переработка тяжелых нефтяных остатков в полезные углеродные материалы Доклады: Седьмой международный молодежный научно-практический форум «Нефтяная столица» , Международная молодежная научно-практическая конференция под эгидой Совета молодых ученых Российской академии наук, Седьмой международный молодежный научно-практический форум «Нефтяная столица» , Международная молодежная научно-практическая конференция под эгидой Совета молодых ученых Российской академии наук (год публикации - 2024)

41. Егорова В.В., Поваляев П.В., Зеленцов Д.О., Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Получение углеродных материалов путем плазменной переработки отходов нефтяной промышленности в плазме дугового разряда при разных условиях ХХII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 7-12 октября, 2024. Сборник тезисов., Том 2. — М.: ООО «Адмирал Принт», 2024. – С. 180. (год публикации - 2024)

42. Зеленцов Д.О., Попов А.В., Теллер Е.В., Краснова О.С., Петрова Ю.Ю. Взаимное влияние поверхностно-активных веществ и наночастиц различной природы в водных дисперсиях ХХII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, 7-12 октября, 2024, Федеральная территория «Сириус», Россия. Сборник тезисов докладов , Том 1. — М.: ООО «Адмирал Принт», 2024. – 398 c. (год публикации - 2024)

43. Зеленцов Д.О., Петрова Ю.Ю., Егорова В.В., Поваляев П.В., Францина Е.В., Иванова А.А., Черемисин А.Н.,, Сивков А.А., Шаненков И.И., Нассирбаев А., Никитин Д.С. Plasma synthesis of Ti-O and carbon nanoparticles and their modification with an anionic surfactant to obtain stable dispersions New Journal of Chemistry, 48, 14039-14048 (год публикации - 2024)
10.1039/d4nj01622j

44. Зеленцов Д.О., Поваляев П.В., Насырбаев А, Францина Е.В., Петрова Ю.Ю. Влияние поверхностно-активных веществ на агрегацию углеродных наночастиц Материалы Х международной Российско-Казахстанской научно-практической конференции «Химические технологии функциональных материалов», посвященной 90-летию образования Казахского национального университета имени аль-Фараби Алматы, Казахстан, 25-26 апреля, 2024 г., Алматы: Қазақ университеті, 2024. – С. 91-93. (год публикации - 2024)

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Выполнено исследование по определению оптимальных условий плазменной переработки на примере асфальтенов, выделенных из Ашальчинской нефти. Полученные образцы охарактеризованы с использованием методов: термического, рентгенофлуоресцентного, рентгенофазового анализа, ИК-Фурье спектроскопии, лазерной дифракции, что позволило установить закономерности в образовании углеродного материала при воздействии электродуговой плазмы и определить оптимальные режимы плазменной переработки. Эксперименты проводили на установке собственного изобретения - плазменный реактор постоянного тока с горизонтальным расположением двух графитовых электродов. Проводили две серии экспериментов: в первой серии изменяли силу тока от 75 до 125 А при постоянном времени действия плазмы, а во второй серии изменяли время действия плазмы от 10 до 40 с при постоянной силе тока. Установлено, что при силе тока 100 А и времени воздействия плазмы 30 с выделяется максимальное количество водорода, а при уменьшении силы тока или времени воздействия растет содержание метана в образующихся в ходе переработки газах. При высоких значениях силы тока и времени воздействия плазмы происходит формирование графитоподобной структуры образующегося углеродного материала, а при низких - аморфной. При увеличении силы тока и времени инициирования разряда скорость и глубина деструкции асфальтенов возрастает, что способствует образованию образца с большей кристалличностью, меньшими размерами частиц и большей термической устойчивостью. Оптимальным режимом переработки было решено выбрать силу тока 100 А и время инициирования разряда 30 с. Проведено исследование влияния добавок кремния и ванадия в роли катализаторов на процессы плазменной переработки асфальтенов, выделенных из нефти. Методами лазерной дифракции, растровой и просвечивающей электронной микроскопии была показана тенденция образования частиц углеродного материала меньшего размера в присутствии добавки ванадия по сравнению с кремнием. Таким образом, вероятно, ванадий может катализировать процессы формирования углеродных нанофаз при плазменной переработке асфальтенов. Также проведена модификация углеродных наночастиц, в молекулярном и мицеллярном растворах катионного поверхностно-активного вещества (ПАВ) - цетилтриметиламмония бромида. Методами ИК-Фурье спектроскопии и рентгенофлуоресцентного анализа подтвердили успешную модификацию наночастиц. А методами динамического и электрофоретического светорассеяния показали, что модифицированные наночастицы образуют стабильные дисперсии в воде, а частицы модифицированные в мицеллярном растворе ПАВ образуют агрегаты с гидродинамическим диаметром 640 нм. Методом вращающейся капли было показаны что модифицированные углеродные наночастицы снижают межфазное натяжение на границе воды с н-гексаном на 48,6%, что потенциально позволяет использовать их в качестве агентов в химических методах увеличения нефтеотдачи. Работа членов проекта и успехи в его реализации были отмечены в интервью, опубликованном на сайте Сургутского государственного университета - https://www.surgu.ru/ru/news/science/2024/12/5160-novye-gorizonty-pererabotki-tyazhelyh-neftyanyh-ostatkov.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Результаты проекта могут стать основой для создания отечественной технологии переработки отходов, основанная на электродуговой газификации нефтяных отходов и асфальтенов в частности. Использование данной технологии обеспечивает формирование синтез-газа и углеродных наноструктур. Потенциально внедрение данной технологии повлияет на рост благосостояния граждан, обеспечит улучшение экологической обстановки и обеспечит снижение загрязнения окружающей среды.