Исследователи сделали важный шаг на пути очистки тяжелой нефти от ванадия
При переработке нефтей, содержащих металлоорганические соединения, основная часть металлов остается в тяжелых остатках. Концентрация ванадия в нефти и нефтепродуктах может достигать нескольких процентов, что может служить источником промышленного извлечения этого металла наряду с ванадийсодержащими рудами. Нефтехимики Казанского федерального университета совместно с Немецким техническим университетом Ильменау удалось выбрать между двумя гипотезами положения комплекса ванадия в нефтях и существенно продвинуться в создании методов очистки нефти от этих токсичных компонентов. Результаты работы были опубликованы в Langmuir.
Точная структура ванадилового комплекса в смолисто-асфальтеновых веществах, локализация/расположение молекул, а также его роль в агрегации асфальтенов не первый год являются предметом споров и дискуссий, вызывая все больший интерес научной общественности. С одной стороны, существует предположение, что ванадий может посодействовать образованию асфальтеновых агрегатов. С другой стороны, идея о том, что ванадилпорфириновый комплекс (ВПК) находится преимущественно вне асфальтеновых агрегатов, была выдвинута в ходе теоретического моделирования на основе экспериментальных результатов , полученных методами ядерного магнитного резонанса, об этом сообщают ученые КФУ.
«В данной работе комбинацией различных методов, таких как ЯМР спектроскопия, электронным парамагнитным резонансом (ЭПР) и динамической поляризацией ядер (ДПЯ), проведено исследование динамических процессов и особенностей электрон−ядерного взаимодействия с использованием ВПК. Было изучено взаимодействие молекул ВПК с асфальтенами и смолами на примере модельных (синтезированных) ВПК и нативных ВПК асфальтенов Ашальчинской нефти», – объяснил инженер кафедры квантовой электроники и радиоспектроскопии Института физики КФУ Фадис Мурзаханов.
Одна из задач ученых — показать новый подход, который в дальнейшем может получить широкое применение. Удаление и утилизация соединений ванадия позволят улучшить качество нефтепродуктов, что крайне необходимо для защиты окружающей среды от негативного воздействия токсичных оксидов. Поскольку было обнаружено, что ванадий расположен во «внешней» части асфальтеновых агрегатов, это задает новую траекторию продолжения исследований для дальнейшей разработки новых методов «нефтяной очистки».
Следующим этапом научной работы станет применение метода на других образцах нефти, битумах, их компонентах и растворах.