Научные основы новых энергоэффективных и экологически безопасных технологий добычи и переработки тяжелого углеводородного сырья, получения веществ и материалов с использованием каталитических и электрохимических технологий

Получены новые данные об агрегативном поведении смолисто-асфальтеновых компонентов тяжелой карбоновой нефти из карбонатного коллектора. Выявлены особенности состава и свойств асфальтенов из карбоновой нефти карбонатных отложений. Показано, что асфальтены из карбонатной нефти формируют устойчивые к выпадению агрегаты, поведение которых определяет особенности вязкостно-температурной зависимости нефти при температурах выше 35°С. В лабораторных экспериментах выявлены особенности преобразования тяжелой нефти и органического вещества (ОВ) из продуктивных карбонатных пород башкирского яруса в процессах акватермолиза. При 360°С в водородной среде. Зафиксировано значительное снижение плотности нефти и экстрактов ОВ, а также содержания в них серы. Показано, что в групповом составе продуктов гидротермальных опытов нефти и экстрактов из пород увеличивается содержание насыщенных и ароматических углеводородов и уменьшается содержание смолисто-асфальтеновых компонентов, происходит снижение содержания твердых н-алканов. Зафиксированы изменения и в составе биомаркерных углеводородов, что свидетельствует том, что в карбонатных коллекторах под влиянием гидротермальных процессов, наряду с термической деструкцией могут иметь место и изомеризационные превращения ОВ, характерные для процессов, катализируемых глинистыми материалами. С целью картографирования нефтегазовых месторождений по групповому составу нефти предложен способ компрессии данных SARA-анализа с последующим переводом координат точек на треугольнике состава Гиббса - Розебома в полярную систему и трансформацией полярного угла с помощью компьютерной модели HSV(Hue, Saturation, Value) в цвет. Показана способность азоторганических оснований нефтяных смол - природных амфифилов подавлять механизмы формирования кокса в процессах термолиза нефтяных остатков. Активность азоторганических оснований по стабилизации и снижению степени карбонизации асфальтенов при термокрекинге возрастает с ростом молекулярного веса, что позволяет рассматривать их высокомолекулярную часть в качестве основы для создания композиционных ингибиторов коксообразования. Установлено, что наиболее высокую сорбционную емкость катионов металлов из водных растворов проявляют сульфированные нефтяные продукты, полученные путем обработки концентрированной серной кислотой при 1000°С из нефтяных остатков с повышенным содержанием асфальтено-смолистых компонентов. Впервые получен и исследован новый бисдифосфиновый катализатор для полимер-электролитных топливных элементов - 1,4-диаза-3,7-дифосфациклооктановый металлоорганический бис-лигандный комплекс никеля (II) - Ni(Py-p-Tol)/C. Ni(Py-p-Tol)/C функционирует и как анодный катализатор реакции окисления водорода, и как катодный катализатор реакции восстановления кислорода в ПЭТЭ. В ходе исследований получен новый бисдифосфиновый катализатор для ТЭ - Ni(Py-p-Tol)/C. В ПЭТЭ с использованием Ni(Py-p-Tol)/C на аноде и Pt/C на катоде плотность мощности достигает 14,66 мВт см⁻², что является наивысшей плотностью мощности среди соответствующих катализаторов на основе неблагородных металлоорганических аналогов.