Растут масштабы научных поисков ИХН СО РАН
Когда пять десятилетий назад в Томске создавался Институт химии нефти, его организаторы, конечно, осознавали всю актуальность поставленных перед учреждением задач. Но могли ли они предположить, насколько с каждым десятилетием будет увеличиваться масштаб научных поисков, выполняемых сотрудниками ИХН СО РАН?
Фундаментальные и прикладные исследования химии нефти, изучение научных основ способов повышения эффективности методов прогноза, разведки и добычи углеводородных скоплений, создание технологий подготовки и транспорта нефти, увеличения нефтеотдачи для месторождений с трудноизвлекаемыми запасами пластов, синтез эффективных катализаторов для нефтехимических процессов, изучение химических аспектов рационального природопользования и экологии.
Это основной, но далеко не полный перечень тематики работ учёных ИХН. И каждое из направлений включает ещё несколько ответвлений, фундаментальных и прикладных. Не случайно традиционная январская научная сессия ИХН, посвящённая итогам научно-исследовательской деятельности института за 2022 год, проходила несколько дней. Отчёты по пяти крупным бюджетным научным проектам по государственному заданию представили аж 27 сотрудников, обсуждение каждого из проектов длилось по несколько часов, с экспертной оценкой и защитой проделанных работ, с обсуждением, спорами, анализом и рекомендациями на будущее.
«Зелёной» химии – зелёный коридор
Один из пяти базовых проектов по госзаданию – разработка технологий увеличения нефтеотдачи пластов и создание для этой цели соответствующих композиций. Этим занимается лаборатория коллоидной химии нефти ИХН под руководством доктора технических наук, профессора Любови Алтуниной. Проблема суперактуальная в экономике многих стран, потому что нарастает тенденция изменения структуры запасов, доля трудноизвлекаемой нефти увеличивается с каждым годом, к примеру, в 2020 году она превысила 65 процентов.
Причём в последние годы лаборатория создаёт новые композиции для увеличения нефтеотдачи на принципах «зелёной» химии, с использованием глубоких эвтектических растворителей. Такой подход позволяет нефтяным компаниям применять созданные томичами реагенты в экологически мягких условиях, использовать их в самых разных областях. По примерным подсчётам за последние пять лет по этим технологиям добыто дополнительно более пяти миллионов тонн нефти. Данными технологиями активно интересуются китайские компании и арабские страны. Полученные в лаборатории результаты учёные проверяют в условиях реальных месторождений России, Вьетнама, Омана, Китая, Германии. Создано уже 13 технологий, они защищены 20 патентами России, за последние пять лет заключено 11 лицензионных договоров на их использование.
В настоящее время лаборатория выполняет инновационный проект в ТГУ по созданию щелочных композиций с применением метода глубоких эвтектических растворителей и большой проект с АО «СХК» по созданию нефтевытесняющих кислотных композиций на основе ПАВ, координирующих растворителей и комплексных соединений с применением фторсодержащих продуктов (в том числе отходов) АО «СХК» для интенсификации разработки и увеличения нефтеотдачи залежей тяжёлых высоковязких нефтей.
Крупные «мелочи»
Второй крупный проект, который ИХН выполняет в рамках приоритетных направлений программы фундаментальных научных исследований РФ на долгосрочный период до 2030 года, – разработка отечественных эффективных катализаторов, экстракционных систем на основе ионных жидкостей, полиоксометаллатных соединений, которые позволяют получать практически важные продукты, в том числе очищенные от сернистых и азотсодержащих соединений, из различного углеводородного сырья. В этом направлении работает группа учёных под руководством доктора химических наук, и. о. директора ИХН Александра Восмерикова.
Использование отечественных разработок обеспечит технологическую безопасность, независимость от зарубежных поставок, а в перспективе – полное их замещение российскими аналогами, не уступающими по своим свойствам импортным образцам. Надо отметить, что более 90 процентов процессов нефтепереработки и нефтехимии – каталитические, и для протекания каждого из них необходимы свои катализаторы. Так называемая малотоннажная химия насчитывает более 40 тысяч наименований – материалов, которые используются в нефтепереработке, нефтехимии, фармацевтике и других отраслях. И требуется их всё больше и больше.
– Наш проект – это разработка новых катализаторов для переработки углеводородных газов, нефти и газового конденсата в полезные продукты – автомобильные бензины и дизельное топливо, высокооктановые добавки к моторным топливам, низшие олефиновые мономеры и другие, – рассказал Александр Восмериков. – По своему компонентному составу катализаторы – очень сложные системы, состоят из многих химических элементов, подбор и апробация занимают много времени. Не говоря уже о процессе внедрения разработок в производство.
Важными мелочами можно назвать и ремонт оборудования, который институту удаётся производить, в том числе и за счёт собственных внебюджетных заработанных средств. – Процентов 30–40 – это наш внебюджет, – отметил Восмериков. – В этом плане прошедший год был плодотворен. Поддерживать научные исследования на высоком уровне в наше время – задача не из простых. Например, замена сгоревшего блока питания хромато-масс-спектрометра обошлась нам в 1,33 миллиона рублей, а уж покупка нового прибора – это несколько миллионов, а то и десятки миллионов рублей. Радует и продолжение ремонта помещений. Институту более 50 лет, нужно облагораживать лаборатории, кабинеты, этим тоже занимаемся, институт преображается на глазах, это очень важная «мелочь» для работы наших сотрудников в комфортных условиях.
Ближе к практике
По-прежнему существенная особенность большинства научных исследований в ИХН – их ориентированность на практическое применение. Этого требуют и условия выполнения грантов, проектов и хоздоговорных работ, в которых участвуют сотрудники института. Результаты исследований применимы во многих сферах экономики, не только в нефтехимии. Так, коллектив лаборатории реологии нефти под руководством кандидата технических наук Натальи Юдиной добился получения из бурого угля и торфа ценных продуктов, обогащённых гуминовыми кислотами, которые используются в животноводстве, сельском хозяйстве, косметологии. Гуминовые кислоты обладают уникальными антиоксидантными, иммуномодулирующими, противовоспалительными свойствами, поэтому этот уникальный компонент входит в состав шампуней для волос, кремов для рук, препаратов для ветеринарии. Причём значительная часть мировых запасов торфа и бурого угля находится на территории Западной и Восточной Сибири, а значит, сибирским учёным, что называется, самой природой указано заниматься такими исследованиями.
На скорое практическое применение нацелен и проект очистки нефтешламов композициями на основе ПАВ и углеводородокисляющей микрофлоры, с использованием этих композиций проведены опытно-промышленные испытания рекультивации нефтешламов на Советском и Вахском месторождениях Томской области. И крупный проект, возглавляемый доктором химических наук, профессором Ольгой Серебренниковой, по определению влияния природных и антропогенных факторов на трансформацию биомолекул в растениях, микроорганизмах и в продуктах их фоссилизации (в рамках госзаказа) – это тоже про практикоориентированность. Учёные проводят мониторинг небольшой территории около деревни Головино Томского района, которая подверглась несколько лет назад воздействию пожара. По снимкам из космоса, которые исследуются специалистами с помощью компьютерных программ, и по анализам проб почвы и растений учёные прослеживают динамику происходящих изменений и уровень восстановления растительного покрова. Это необходимо осуществлять для анализа состояния территории и совершенствования методов контроля окружающей среды.
Экологической направленности и проект, в котором учёные из ИХН уже несколько последних лет задействованы наряду с другими организациями, – Большая норильская экспедиция на место разлива дизельного топлива под Норильском.
– Изучаем и анализируем, как повлияла эта экологическая катастрофа на фауну и флору, на основе анализов предлагаем свои решения устранения её последствий, – прокомментировал Александр Владимирович.
Про огонь, про воду и многое другое
Как не раз за последние годы подчёркивали эксперты, Институт химии нефти СО РАН – отечественный лидер по такому параметру деятельности, как «роялти» на один вложенный рубль. Учёные ИХН открыты для тесного сотрудничества с научными учреждениями, высшими учебными заведениями, промышленными предприятиями государственного и частного сектора. В перечне партнёров и заказчиков услуг – Росатом, Роснефть, Лукойл и другие компании нефтегазового сектора из разных регионов, например, Татнефть, университеты Томска и не только (недавно подписали соглашение о сотрудничестве с НАО «Карагандинский университет имени академика Е. А. Букетова», Казахстан). Недропользователи активно применяют научную, лабораторную и приборную базу ИХН в своих целях, например, для проведения широкого спектра анализов состава и изучения различных свойств газа, нефти, газового конденсата и продуктов их переработки в специализированной аккредитованной лаборатории ИХН.
Погружаясь по заказам партнёров в четыре природные стихии – земля, воздух, огонь, вода, учёные ИХН в итоге сами представляют пятый элемент мироздания – науку, которой многое подвластно. Ведь ИХН – учреждение с большими традициями, с большими научными заделами, известный далеко за пределами региона и страны. И с перспективными разработками. В ноябре прошлого года коллектив института получил очередное признание от региональных властей – благодарность губернатора Владимира Мазура за эффективную совместную работу, в результате которой Томская область вошла в тройку Национального рейтинга научно-технического развития регионов.
– Накануне Дня науки желаю коллективу не сбавлять темпов работы, – отметил Александр Восмериков. – Продолжать наращивать публикационную активность в рейтинговых научных изданиях и увеличивать количество полученных патентов на изобретения. Постоянно проходят защиты, пополняется наша армия кандидатов наук, в очной аспирантуре института обучается сейчас 18 человек из разных городов России, Казахстана и Таджикистана. Так что всем: и молодым специалистам, и маститым учёным – сил, стремления познавать и открывать, новых научных достижений!
Автор: Наталья Шеремет