Ученые ТГТУ разработали оборудование для улучшения свойств нефти

Проект был разработан для решения практических задач одной из российских компаний топливно-энергетического комплекса и уже применяется в ее деятельности. Преимуществом гидродинамической кавитационной обработки являются низкие удельные энергозатраты.

Гидродинамическая кавитационная обработка нефти и нефтепродуктов позволяет изменить внутреннюю структуру нефти или темных нефтепродуктов (мазут, печное топливо, битум), улучшить их физико-химические и реологические характеристики: снизить вязкость и температуру застывания, снизить температуру начала кипения, увеличить выход светлых фракций при перегонке нефти.

«Гидродинамическая кавитационная обработка парафинистой нефти приводит к изменению ее углеводородного состава: увеличивается доля низкомолекулярных молекул, ароматических и нафтеновых углеводородов, что связано с перестройкой сложной структурной сетки, образованной углеводородными соединениями», - рассказывает руководитель проекта, профессор кафедры «Технологические процессы, аппараты и техносферная безопасность» Максим Промтов.

В парафинистой нефти сложную пространственную сетку молекулярных соединений формируют парафины, кристаллы которых разрушаются при гидродинамической кавитационной обработке. Коллоидная углеводородная система нефти и темных нефтепродуктов после обработки стремится к понижению избыточной энергии за счет снижения удельной поверхности углеводородных агломератов. Для парафинистой нефти, в которой содержание смол и асфальтенов низкое, снижение поверхностной энергии происходит в процессе разрыва связи между молекулярными соединениями и приводит к образованию новой, более подвижной структурной сетки молекулярных соединений. Это способствует снижению вязкости нефти и снижению затрат энергии на ее транспортировку по трубопроводам. При гидродинамической кавитационной обработке нефти и нефтепродуктов также возможен разрыв длинных молекул углеводородов, что способствует увеличению выхода светлых фракций (бензин, дизельное топливо) при нефтепереработке.

Гидродинамическая кавитационная обработка нефти и нефтепродуктов реализуется в оборудовании, осуществляющем импульсное многофакторное воздействие на обрабатываемую жидкость – роторных импульсных аппаратах и гидродинамических кавитаторах.

После однократной обработки высокопарафинистой нефти вязкость снижается, в среднем, в 1,5 - 2 раза.  Увеличение выхода светлых фракций после кавитационной обработки нефти может достигнуть показателя до 10%.

Преимуществами разработанной учеными ТГТУ технологии улучшения параметров нефти и нефтепродуктов являются низкие удельные энергозатраты (не более 1,5 кВт*ч на тонну).

Руководитель проекта Максим Промтов занимается исследованиями кавитационных технологий уже более 30 лет. А с 2007 года Максим Александрович в составе коллектива ученых Тамбовского государственного технического университета занимается разработками в области нефтепереработки и транспортировки. Ряд компаний используют разработанное в ТГТУ оборудование для обработки нефти и нефтепродуктов.

В состав научного коллектива входят как ученые с многолетним опытом работы, так и молодые исследователи, а также привлекаются студенты, аспиранты кафедры. Сильная научная школа и серьезный опыт исследований в этой области позволил открыть в 2018 году в ТГТУ направление подготовки «Нефтегазовое дело», которое сегодня очень востребовано работодателями и популярно среди российских и иностранных абитуриентов.

В перспективе технология и оборудование, разработанные научными коллективом ТГТУ, могут применяться при их транспортировке по магистральным и другим нефтепроводам, подготовке нефти для крекинга, улучшения качества углеводородных топлив.