В российской нефтедобыче в последние годы растет доля сырья с высоким содержанием серы. Это проблема экологическая: использование высокосернистой нефти особенно сильно 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».
Фото: Эмин Джафаров, Коммерсантъ
Фото: Эмин Джафаров, Коммерсантъ
Сотрудники Московского политехнического университета совместно с компанией «Максинвест» (резидент «Сколково») разработали инновационную технологию десульфуризации нефти и даже уже создали экспериментальную установку для демонстрации преимуществ своей технологии. Ее 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. А мы используем вместо ротора множество ферромагнитных элементов с добавлением нанопорошка магнетита — природного оксида железа, который обладает высокими магнитными свойствами и несклонен 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».
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 легких 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».