Том 63, № 1 (2023)

Обзор посвящен наиболее используемому способу повышения нефтеотдачи пласта на нефтяных месторождениях - закачке водяного пара в пласт (т. наз. акватермролиз). Основная цель акватермолиза - снижение вязкости нефти, являющееся результатом химического взаимодействия нефти и пара при температурах от 200 до 325°C. К сожалению, исследования этого процесса, ранее описанные в литературе, были сосредоточены в основном на взаимодействии «флюид-флюид». Благодаря четкой систематике, настоящий обзор литературных данных направлен на понимание синергизма, возникающего при взаимодействии «порода-флюид», и посвящен взаимодействию фрагментов горных пород, минералов или пористых сред с нефтью при закачке пара в пласт. В результате анализа научных трудов был сделан вывод о том, что добавление различных минералов и горных пород меняет характер взаимодействия компонентов, так как вызывает каталитический эффект, выражающийся в изменении физических и химических свойств нефти. Увеличение объемов добычи нефти и газов при различных рабочих параметрах закачки свидетельствует о преимуществах участия горных пород в данном процессе.

Исследована активность катализаторов H-MFI, модифицированных методом «top-down» в жидкофазной Принса реакции между пропеном и формальдегидом. С помощью анализа физико-химических характеристик катализатора показано, что его измельчение приводит к снижению удельной поверхности и изменению соотношения микро- и мезопор в образце. Установлено, что снижение размера зерна приводит к увеличению скорости начального превращения субстрата, а также к снижению диффузионных ограничений, накладываемых на систему. В то же время обработка способствует изменению состава продуктов в сторону увеличения доли побочных. Полученные кинетические кривые проанализированы, предложены уравнения, учитывающие дезактивацию катализатора. Показано, что как скорость реакции, так и скорость дезактивации увеличивается пропорционально дисперсности цеолита, причем дезактивация образца более чувствительна к размеру частиц.

Синтезированы мезоструктурированные молекулярные сита на основе цеолита MSU с последующим описанием его свойств и характеристик, который был использован при приготовлении катализаторов на основе Pt (0.6 и 1.0 мас. %) для гидроконверсии н -гептана (условия опытов: температура 300-450°С, давление 760 мм рт. ст.). Характеристики проб были определены методами рентгеноструктурного анализа (XRD), построением изотермы адсорбции-десорбции N₂ и термопрограммированной десорбции аммиака (NH₃-TPD). Показано, что в данном гетерогенно-каталитическом процессе катализаторы обладают хорошей активностью и селективностью в отношении реакции изомеризации. Кроме того, с увеличением количества металлических центров катализатора повышается селективность реакции ароматизации. По результатам эксперимента была построена кинетическая модель этой реакции. На основании других публикаций и с учетом полученных характеристик была предложена схема реакции. Преимущество построенной модели реакции состоит в четком определении кинетических параметров источника изомеров, ароматических продуктов и продуктов крекинга в зависимости от числа активных центров катализатора и времени пребывания субстрата на его металло-кислотных центрах.

Изучена возможность промотирования катализаторов V₂O₅/Al₂O₃ процесса селективного каталитического восстановления оксидов азота аммиаком (NH₃-селективное каталитические восстановление, NH₃-СКВ). Установлено, что активность катализаторов с низким содержанием V₂O₅ (2-4 мас. %) может быть значительно (в 3-4 раза) повышена путем их промотирования оксидом вольфрама. Показано, что промотированный V-W/Al₂O₃-катализатор, содержащий 4 мас. % V₂O₅ обеспечивает эффективность удаления NO _x более 90% в температурном диапазоне 360-500°С при объемной скорости более 100000 ч^-1.

Проведена модификация структуры пористого ароматического каркаса PAF-30 комплексообразующими группами на основе дипиридиламина, дипиколиламина и ацетилацетона. Синтезированные таким образом материалы использованы в качестве носителей для молибденовых катализаторов эпоксидирования: PAF-30-dpa-Mo, PAF-30-dpcl-Mo, PAF-30-AA-Mo. Все полученные материалы были охарактеризованы методами ИК-спектроскопии, низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, элементного анализа, просвечивающей электронной микроскопии. Активность катализаторов изучена в эпоксидировании циклогексена, гексена-1, октена-1 и стирола. Исследована возможность повторного использования катализаторов на примере эпоксидирования циклогексена.

Методами ИК-спектроскопии и малоуглового рассеяния рентгеновских лучей изучены начальные стадии процесса нейтрализации коммерчески доступных присадок - высокощелочных алкилбензолсульфоната и алкилсалицилата кальция - модельными кислотными продуктами горения судовых топлив - серной и азотной и уксусной кислотами. Показано, что в случае сульфонатной присадки происходит кристаллизация аморфного ядра карбоната кальция с образованием преимущественно ватерита; одновременно происходит небольшой рост размеров твердого ядра присадки. В случае салицилатной присадки процесс кристаллизации СаСО₃ не имеет место, наблюдается небольшое снижение размеров твердого ядра. Предложено объяснение наблюдаемых изменений на основе силы кислот, формирующих оболочку наночастиц присадки, а также на различии в растворимости образующихся солей кальция.