Плазменные и плазмохимические технологии переработки углеводородного сырья с получением ценных продуктов и материалов

Предлагаемый проект направлен на создание новых научных основ по углублению переработки углеводородов с помощью неравновесной газоразрядной плазмы. Для этого предполагается: 1) Создать электродуговой плазмотрон на парах воды. 2) Создать оригинальные установки по организации неравновесных микроразрядов в толще углеводородного сырья, а также над его поверхностью в виде «стелющегося по поверхности» тлеющего разряда постоянного и переменного тока и барьерного разряда, управляемого различной формой сигнала питающего напряжения (синусоидальный, прямоугольный, треугольный и пилообразный). 3) Провести полномасштабные эксперименты по исследованию механизмов переработки углеводородов с помощью газоразрядной плазмы в широком диапазоне входных условий. 4) Провести тщательный анализ продуктов переработки с привлечением современного оборудования (в частности, хроматографический и масс-спектрометрический анализ), в том числе сажи, в которой прогнозируется обнаружение фуллеренов, их производных и нанотрубок (сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия, ИК-спектрометрия, рентгеноструктурный анализ). 5) Провести экспериментальные исследования поведения разрядов различных типов а) над поверхностью жидкого углеводорода, б) в толще углеводородного сырья, в) в среде водяного пара. 6) Сформулировать физико-математические модели рассматриваемых в проекте разрядов с учетом широкого набора плазмохимических и химических реакций, происходящих в плазме газового разряда и описать процессы, происходящие на границе углеводородного сырья и плазмы, с которой она взаимодействует. На их основе провести численные эксперименты, которые позволят спрогнозировать и описать основные характеристики разрядов в достаточно «экзотических» условиях. Решение представленных подзадач позволит развить методы углубленной переработки тяжелых нефтей, а также описать поведение разрядов, как в толще углеводородного сырья, так и над его поверхностью. В результате выполнения проекта будут заложены научные основы по описанию взаимодействия неравновесной газоразрядной плазмы с жидкими углеводородами и созданы оригинальные установки как по предварительной переработке тяжелого углеводородного сырья с целью обеспечения возможностей транспортировки по трубопроводам, так и по окончательной переработке по получению ценных нефтепродуктов, а также фуллеренов и углеродных нанотрубок.