Институт химии нефти отчитался об итогах работы за 2023 год
Наука – поистине волшебная деятельность. Учёные разгадывают загадки природы, изобретают «живую воду», «скатерти-самобранки» и «ковры-самолёты», делают тайное и невидимое очевидным, а невероятное – вероятным. О результатах такой деятельности за прошлый, 2023 год шла речь на традиционной январской научной сессии Института химии нефти СО РАН. Пять дней сотрудники института представляли подробные отчёты по пяти крупным бюджетным научным проектам по государственному заданию и другим работам. С обсуждением, с экспертными оценками от коллег, спорами и рекомендациями на будущее.
– Пять проектов по госзаданиям были начаты три года назад, – прокомментировал доктор химических наук, директор ИХН Александр Восмериков. – И будут продолжены в 2024 и 2025 годах. Так что в прошедшем году, можно сказать, был пройден серединный рубикон по этим проектам. Продолжались и работы по актуальным темам научных изысканий института, к которым относятся 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, синтез эффективных катализаторов для процессов нефтепереработки и нефтехимии, изучение химических аспектов рационального природопользования и экологии.
Причём научные поиски идут и в лабораторных, и в промышленных, и в полевых условиях. Так, сотрудники лаборатории, возглавляемой доктором технических наук Л. К. Алтуниной, являющейся руководителем одного из мегапроектов по госзаданию, часто бывают в командировках в Республике Коми, на Усинском месторождении. Отбирают образцы нефти и пластовой воды после закачивания своих композиций в нефтяные скважины, затем проводят их исследования в лаборатории ИХН, анализируют, как это отражается на нефтедобыче. Цель проекта – разработка технологий увеличения нефтеотдачи пластов и создание для этой цели соответствующих композиций на принципах «зелёной» химии, с использованием глубоких эвтектических растворителей (ГЭР). Такой подход позволяет нефтяным компаниям применять созданные томичами реагенты в экологически мягких условиях, использовать их в самых разных областях. Данными технологиями активно интересуются китайские компании и арабские страны. Полученные в лаборатории результаты учёные проверяли и будут проверять в условиях реальных месторождений России, Вьетнама, Омана, Китая, Германии. Создано 12 промышленных технологий повышения нефтеотдачи, они защищены более чем 40 патентами России и девятью зарубежными патентами, за последние пять лет заключено шесть лицензионных соглашений на их использование. За счёт применения этих технологий за последние пять лет дополнительно добыто более трёх миллионов тонн нефти.
Продолжаются и проекты по определению влияния природных и антропогенных факторов на трансформацию биомолекул в растениях, микроорганизмах и в продуктах их фоссилизации. Учёные ИХН выезжали в экспедиции в районы близ деревни Головино Томского района и Норильска, в Хакасию, под Тобольск Тюменской области и Нефтеюганск Ханты-Мансийского автономного округа – Югры, проводили мониторинг состояния территорий после природных и не природных катаклизмов – пожаров, нефтяных загрязнений, газовых выбросов при сжигании газа на факелах. По снимкам из космоса, по анализам проб почвы, воды, растений и рыб учёные прослеживают динамику происходящих изменений в почвах, атмосфере, флоре и фауне. Это необходимо осуществлять для анализа и совершенствования методов контроля окружающей среды.
Инициатива поощряется
За актуальные для общества научно-исследовательские направления сотрудники ИХН СО РАН берутся не только по государственным заказам. Одна из современных традиций института – конкурс инициативных проектов, сотрудники презентуют свои идеи, чтобы получить финансирование на их воплощение из внебюджетных средств ИХН, пусть и не такое большое, как при госзаказах. Так, в очередном состязании учёных победителями вышли два проекта. Один из них связан с переработкой метана в этилен с применением барьерного электрического разряда. Этилен широко используется при получении полимеров, ежегодно спрос на него растёт на три-четыре процента. Вот и стараются учёные ИХН, подбирают такие условия и катализаторы, при которых из природного газа, содержащего преимущественно метан, получается как можно больше этилена.
Результаты второго проекта-победителя не менее важны в планетарных масштабах. Да-да, не меньше. Ведь старший научный сотрудник Варвара Овсянникова разрабатывает технологии получения синтетических и природных полимеров с использованием специальных добавок, делающих композиционные материалы биоразлагаемыми и экологически безопасными.
Материалы предназначены, в том числе, для сельхозпродукции, для пищевых производств в качестве основы для упаковки. Проект на стадии активного продолжения, идёт поиск оптимального химического состава и концентрации компонентов. В настоящее время в рамках заказа от индустриального партнёра АО «Сибагро» в Центре исследования компаундов ТГУ, расположенном на территории ИХН СО РАН, уже ведутся работы по получению экспериментальных образцов. «Сибагро» нужна красивая, прочная и, главное, биоразлагаемая плёночная упаковка для продукции. А вам известно, например, что полиэтиленовые пакеты, которыми мы повседневно пользуемся, разлагаются очень, очень долго, от 100 до 200 лет, а пластмассовые изделия и того больше – от 400 до 700?
– Сейчас один из значимых критериев при получении крупных грантов – наличие индустриальных партнёров, – говорит Александр Восмериков. – Потому что в научно-исследовательской деятельности поощряется ориентированность на практическое применение. Такие партнёры у нас сейчас есть и появляются новые.
Крепкое прошлое
Наработанные за пять десятилетий прочная материально-техническая база, известные научные школы, навыки и компетенции – всё это позволяет ИХН СО РАН быть одним из востребованных в своей отрасли. За услугами сюда обращаются промышленные предприятия и научные центры, в институте для них выполняют различные исследования, испытания, анализируют материалы.
– Среди крупных заказчиков – Лукойл, СХК, Сибур и другие, – рассказывает Александр Восмериков. – Испытываем образцы композиций, катализаторов, реагентов, которые нужны предприятиям для работы. Так, например, в прошлом году к нам обратилось ПАО «Якутская топливно-энергетическая компания», нужно было подобрать для них эффективный катализатор с целью получения жидкого продукта из пропан-бутановой фракции, чтобы была возможность его рационально использовать на месте или легко транспортировать на нефтеперерабатывающие заводы, а не сжигать углеводородные газы в факельных установках.
Благодаря тому, что в трудные перестроечные и последующие непростые годы институту удалось сохранить свои механические мастерские в рабочем состоянии, сотрудники продолжают изобретать, создавать и совершенствовать лабораторное оборудование, и даже изготавливать приборы для других научных и промышленных организаций. В каталоге предложений есть и высокоэффективные технологии увеличения нефтеотдачи пластов, и криогели для строительства, нефтяной промышленности и охраны окружающей среды, и цеолитсодержащие катализаторы, применяемые для процессов газо- и нефтепереработки, и приборы – вискозиметр, сканирующий тензиометр, лабораторные автоклавы и другие собственные оригинальные разработки.
Вперёд, молодёжь
– Научная молодёжь у нас вообще молодцы, не опускают планку в работе! – говорит директор. – Для них сейчас в России много конкурсов проводится, в том числе грантовых. Сотрудники нашего института ежегодно подают порядка десятка проектов на различные конкурсы, в прошлом году было выиграно три проекта Российского научного фонда. По общероссийской статистике это хороший показатель научно-исследовательской активности и эффективности.
Одной из таких разработок, поддержанных РНФ, является проект под руководством научного сотрудника Мехроба Шолидодова.
Проект связан с разработкой ГЭРов для увеличения нефтеотдачи пластов. Как рассказал учёный, особенностью современного этапа развития нефтяной промышленности является существенное изменение структуры запасов в сторону увеличения доли трудноизвлекаемых запасов. По оценкам экспертов, запасы трудноизвлекаемых нефтей в мире превышают один триллион тонн, и в развитых промышленных странах рассматриваются как существенный резерв добычи нефти. Добыча таких ресурсов требует от разработчиков новых подходов и методов, зачастую оптимизированных для конкретных залежей и условий. Для эффективного освоения трудноизвлекаемых запасов нефти, включая нефтяные месторождения Арктики, необходимы создание и широкомасштабное применение научно обоснованных технологий добычи нефти, адаптированных к условиям Севера, и разработка новых химических реагентов для этих технологий. Важным направлением поиска путей увеличения нефтеотдачи залежей тяжёлой нефти является разработка новых физико-химических технологий, основанных на введении в пласт различного рода композиций химических реагентов, в том числе на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) и глубоких эвтектических растворителей (ГЭР). Такими реагентами и занимается Мехроб Шолидодов в составе команды лаборатории коллоидной химии нефти ИХН СО РАН. В качестве объектов исследования молодой учёный использует образцы нефтей Усинского, Русского и Восточно-Мессояхского месторождений.
Другой победитель в конкурсе грантов РНФ – малая отдельная научная группа под руководством старшего научного сотрудника лаборатории каталитической переработки лёгких углеводородов ИХН СО РАН Акима Акимова.
Цель исследования – создание катализаторов, необходимых для улучшения низкотемпературных свойств отечественных дизельных топлив, при помощи этих катализаторов можно будет получать арктическое дизтопливо. Разработка эффективных российских катализаторов различного назначения для нужд нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности является одной из приоритетных задач для обеспечения технологического суверенитета страны. Сейчас активно ведётся освоение арктических территорий, в связи с этим одной из актуальных тем становится снабжение транспорта, различных механизмов горючим, которое сможет обеспечить их бесперебойную работу при экстремально низких температурах. Новый катализатор протестируют на различном реальном нефтяном сырье, после чего его можно будет рекомендовать для использования в процессах получения отечественных марок зимнего и арктического дизельных топлив.
Ещё один проект, также поддержанный Российским научным фондом, выполняется под руководством научного сотрудника лаборатории каталитической переработки лёгких углеводородов Антона Восмерикова. Исследования направлены на получение высоковостребованного этилена из газообразных углеводородов с помощью разрабатываемых новых каталитических систем.
Навстречу новым столетиям
– В этом году День науки – особенный, празднуется вместе с выдающейся юбилейной датой, 300-летием Российской академии наук, – рассказал Александр Восмериков. – Тем почётнее отметить, как мы гордимся достижениями наших учителей и учеников, в целом российских учёных, и желаем всему научному сообществу новых открытий, грантов, проектов, не сбавлять темпов работы, продолжать наращивать публикационную активность в рейтинговых научных изданиях и увеличивать количество полученных патентов на изобретения! И удачи! Хотя мы и опираемся в своей нелёгкой важной работе на знания, опыт, навыки, но и благосклонность фортуны нам тоже очень нужна!
Автор: Наталья Шеремет