В российской нефтедобыче в последние годы растет доля сырья с высоким содержанием серы. Это проблема экологическая: использование высокосернистой нефти загрязняет атмосферу, поскольку при сжигании образуется сернистый газ. Кроме того, эта проблема еще и экономическая, так как компаниям приходится платить за то, чтобы высокосернистую нефть «взяли в трубу».
Сотрудники Московского политехнического университета совместно с компанией Максинвест (резидент Сколково) разработали инновационную технологию десульфуризации нефти и даже уже создали пилотную установку, демонстрирующую ключевые преимущества данной технологии. Её суть – в воздействии на нефть вращающихся электромагнитных полей высокой мощности. Это происходит в разработанном инженерами электромагнитном активаторе процессов – EPA (electromagnetic process activator).
Научный руководитель проекта — заведующий кафедрой «Математика» Московского Политеха, профессор Степан Андреев сравнивает активатор с электродвигателем. «В двигателе неподвижный статор задает переменные магнитные поля для вращения ротора, — говорит Степан Андреев. – А мы используем вместо ротора множество ферромагнитных элементов с добавлением нанопорошка магнетита — природного оксида железа, который обладает высокими магнитными свойствами и не склонен к окислению. Ферромагнитные элементы вращаются, перемешивая и перемалывая вещество. Но это не просто мешалка, в активаторе протекает множество физико-химических процессов, включая магнитострикцию, кавитацию, образование низкотемпературной плотной плазмы».
Весь прибор состоит из нескольких узлов. Сначала нефть проходит первичную обработку в электролитической ячейке. Потом смешивается с ферромагнитной жидкостью на основе нанопорошка магнетита и подается в активатор, где происходит основная обработка. После ее завершения смесь пропускается через магнитный сепаратор, где оседают остатки металлов, и центрифугу, где отделяются излишки воды. Все процессы протекают при обычном атмосферном давлении, без химических катализаторов и при температуре не выше 100 градусов Цельсия. Это более мягкие условия обработки сырья по сравнению с обычной, без участия электромагнитных полей.
Лабораторные испытания показали: если подвергнуть нефть такой обработке, то содержание серы в ней снижается, а количество лёгких фракций – бензина, керосина – увеличивается. Эта технология позволяет снижать вязкость и плотность не только нефти, но и мазута, сланцевого масла и других нефтепродуктов.
Для разных видов нефтепродуктов при разных условиях обработки в этом аппарате (отличаться может скорость вращения ферромагнитных элементов или время обработки смеси) результаты могут быть разными. Для нефти снижение серы может составить от 4 % до 1,6%, а для топочного мазута – от 2,6% до 1,4%.
Эта технология позволяет работать в поточном режиме, установка занимает малые площади и не требует возведения капитальных сооружений. Она не требует больших материально-энергетических затрат, легко встраивается в существующие технологические циклы и масштабируется. «Наша разработка вызывает достаточно большой интерес у различных стейкхолдеров, и мы ведем переговоры, чтобы сделать промышленный образец и начать его внедрять в нефтяную промышленность», — говорит профессор Андреев.
Запуск аппарата должен стать новым проектом лаборатории, которую Московский Политех планирует создать совместно с Институтом проблем нефти и газа Российской академии наук и ООО «Максинвест», Сколково.
