Ученые Satbayev University разрабатывают новые составы на основе глубоких эвтектических растворителей (DES), которые могут снизить образование асфальтеновых отложений в нефтепроводах и нефтепромысловом оборудовании. Исследование направлено на создание эффективного и адаптируемого состава, учитывающего особенности казахстанской нефти и условия ее добычи и транспортировки.

Асфальтены являются одними из наиболее тяжелых и сложных компонентов нефти. При изменении температуры, давления или состава нефтяной системы они могут терять устойчивость, объединяться в более крупные частицы и осаждаться на внутренних поверхностях труб и оборудования. Накопление таких отложений со временем может снижать пропускную способность трубопроводов, осложнять эксплуатацию оборудования и увеличивать затраты на его очистку и техническое обслуживание.

В качестве основы для разработки исследователи рассматривают глубокие эвтектические растворители – многокомпонентные системы, свойства которых можно регулировать путем изменения состава и соотношения компонентов. Такие растворители формируются при смешении веществ, способных выступать в качестве акцепторов и доноров водородной связи, в определенных соотношениях. Это позволяет подбирать состав DES под конкретные технологические задачи.

В рамках проекта изучаются системы на основе хлорида холина и бетаина в сочетании с различными донорами водородной связи, в том числе этиленгликолем, глицерином, мочевиной и органическими кислотами. Исследователи получают различные композиции DES и оценивают их способность стабилизировать асфальтеновые частицы и препятствовать их агрегации.

Разработанные составы испытываются на образцах казахстанской нефти. На лабораторном этапе ученые определяют, какие сочетания компонентов наиболее эффективно препятствуют объединению асфальтеновых частиц и их последующему осаждению. Одним из целевых показателей проекта является снижение образования асфальтеновых отложений на 30-50%.

«Для Казахстана, где нефть транспортируется на значительные расстояния, разработка эффективных подходов к предотвращению асфальтеновых отложений имеет практическое значение. Наша задача – подобрать состав растворителя, который позволит повысить устойчивость нефтяной системы и снизить риск образования отложений», – пояснила руководитель проекта, ассоциированный профессор Satbayev University Шолпан Ислам.

Особое внимание в исследовании уделяется принципам «зеленой химии». При разработке составов ученые оценивают не только их эффективность, но и свойства используемых компонентов, возможности регулирования состава растворителя и потенциальное воздействие получаемых систем на окружающую среду.

Для определения эффективности разработанных составов применяются современные физико-химические методы анализа. Они позволяют исследовать устойчивость асфальтенов, процессы их агрегации и осаждения, а также изменение свойств нефтяных систем в присутствии разработанных составов.

На основе полученных данных ученые планируют определить наиболее перспективные композиции и оценить их потенциал для дальнейших лабораторных и прикладных испытаний. В перспективе состав DES может подбираться с учетом характеристик нефти конкретного месторождения, а также условий ее добычи, подготовки и транспортировки.

Результаты исследования могут стать основой для разработки новых подходов к предотвращению асфальтеновых отложений и повышения эффективности эксплуатации объектов нефтегазовой отрасли. Проект реализуется в рамках грантового финансирования научных исследований Satbayev University.

Источник: Министерство науки и высшего образования Республики Казахстан