ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ИРНAP05130541, Номер госрегистрации0118РК00198
НаименованиеВодородная энергетика активированных сплавов металлов в решении сложных экологических проблем
Приоритетное направлениеЭнергетика и машиностроение
Вид исследованияПрикладное
ЗаявительНекоммерческое акционерное общество "Казахский Национальный Исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева"
Научный руководительБойко Галина Ильясовна
Балл ГНТЭ29.33
Общая одобренная сумма26940510
Решение ННС
Ожидаемые результаты
2018 год - Будут разработаны ЭАВ нового поколения на основе активированных сплавов металлов. Осуществлен комплексный сравнительный анализ физико-химических свойств образцов технической, пластовой и отстойной воды из прудов дополнительного отстоя до и после обработки ЭАВ с применением современных физ-хим. методов. Будут разработаны методы и способы применения ЭАВ для очистки пластовой воды и отстойной воды из прудов дополнительного отстоя от опасных водорастворимых примесей, нефтяных остатков. Результаты анализа патентной и научно-технической литературы по разрабатываемой тематике.
2019 г - Будут разработаны способы деметаллизации мазута и гудрона, а также обессеривания тяжелых нефтяных остатков с использованием водородной энергетики ЭАВ. Публикации результатов исследований в изданиях с импакт-фактором.
2020 г - Будет осуществлена оценка технологической и экономической эффективности применения ЭАВ на основе активированных металлов для очистки технической, пластовой и отстойной воды из прудов дополнительного отстоя от опасных водорастворимых примесей, нефтяных остатков, содержащихся в малых количествах в воде, а также для технологического использования энергии водорода для деметаллизации и обессеривания тяжелых нефтяных остатков. Практические рекомендации. Подача заявок на патент РК.
Реферат (Абстракт) - 2018 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Активированный сплав алюминия (АСА), сплавы Дарсе, Розе и Вуда. Бикарбонат натрия, хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид магния, HCl, пластовые вода месторождений Западного Казахстана
Цель работы
Усовершенствование способов и условий активации алюминия металлами-активаторами. Выявление роли природы металлов-активаторов, состава сплава, минерализации и рН воды на скорость выделения водорода. Комплексный сравнительный анализ физико-химических свойств образцов пластовых вод до и после обработки АСА
Методы исследования
Современные инструментальные физико-химические методы исследования
Полученные результаты и новизна
Усовершенствованы способы создания ЭАВ на основе АСА. Выявлено, что высокая реакционная способность алюминия по отношению к воде связана с механическим разрыхлением поверхности, неоднородностью сплава. Скорость выделения водорода регулируется изменением состава, соотношением активирующих добавок, кислотностью и минерализацией воды. Сравнительным комплексным анализом пластовых вод по ионному составу доказано, что при эксплуатации месторождений для предупреждения образования минеральных солей необходимо не допускать смешения вод, содержащих карбонаты и сульфаты
Основные конструктивные и технико экономические показатели
Разработана и создана специальная установка с регистрацией объема выделяющихся газов
Степень внедрения
Поданы 2 заявки на патент, (рег. ном. 2018/0640.1, 2018/0265.1)
Эффективность
Применения АСА в качестве источника для получения водорода, созданы адсорбенты-коагулянты с регулируемыми свойствами. Решение экологических проблем путем разработки ресурсосберегающей, безопасной технологии применения ЭАВ на основе АСА использования их в качестве коагулянтов для очистки технической, пластовой воды, деметаллизации мазута и гудрона.
Область применения
Нефтегазовая отрасль, нетрадиционные источники энергии.
Реферат (Абстракт) - 2019 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Тяжелое углеводородное сырье, гудрон, мазут, водонефтяные эмульсии месторождения Каражанбас (Северный), нефтешламы ПДО «АНПЗ».
Активированный сплав алюминия Rau-85, содержащий металлы-активаторы: галий, индий, олово (по 5 мас%), а также сплавы Дарсе (50% висмута, 25% свинца, 25% олова), Розе (46% висмута, 20% свинца, 34% олова) и Вуда (50% висмута, 24% свинца, 14% олова, 12% кадмия) в диспергированной форме с размерами частиц до 0,63 мм.
Цель работы
Разработка способов и условий деметаллизации и десульфуризации тяжелых нефтей и нефтепродуктов с использованием водородной энергетики активированных сплавов алюминия.
Комплексный сравнительный анализ физико-химических свойств образцов гудрона и мазута ТОО «АНПЗ» и «ПНХЗ», водонефтяной эмульсии месторождения Каражанбас с применением современных физико-химических методов до и после обработки ЭАВ.
Методы исследования
Современные инструментальные физико-химические методы исследования: ИК-спектрометр Agilent Catty 660, ренгеновский дифрактометр Х’pert pro MPD, РЭМ Jeol-JSM-6490 LA,20071, рентгенофлуоресцентный спектрометр Х-ray innov systems, ICP Spectrometer ICAP 7000 SERIES, ИСП-ОЭС Оптима 8000 Perkin Elmer США, спектрофотометр Hach Lange 3900, система очистки кислот BSB-939-IR, рН-, ОВП метр Seven Multi.
Полученные результаты и новизна
Новые технические решения по разработке экономически целесоообразных активированных сплавов алюминия с высокой, регулируемой скоростью выделения водорода. Инновационные технологические решения по деметаллизации и десульфуризации тяжелых нефтей и нефтепродуктов с использованием водородной энергетики активированных сплавов алюминия.
Основные конструктивные и технико экономические показатели
Решение поставленных задач и вопросов потребовало использование различных методик анализа и подготовки образцов активированного алюминия.
Степень внедрения
Патент РК №33863 от 27.08.2019. Уведомление о выдаче патента на изобретение по заявке (рег.№ 2018/0640.1 от 16.09.18).
Эффективность
Значимость проекта заключается в решении важной в теоретическом и практическом аспекте задачи, возможности применения водородной энергетики активированных сплавов алюминия для деметаллизации (ванадий, никель) тяжелого нефтяного сырья нефтеперерабатывающих предприятий. Создание адсорбентов-коагулянтов разных типов с регулируемыми физико-химическими свойствами без изменения аппаратной и технологической схем. Использование ЭАВ в качестве адсорбентов-коагулятов для деметаллизации тяжелого углеводородного сырья, в отказе от зарубежной продукции, улучшение товарных характеристик нефти.
Проект направлен на решение экологических проблем в нефтедобывающей, нефтетранспортирующей и нефтеперерабатывающей отрасли путем комплексного использования продуктов взаимодействия активированных сплавов алюминия с водой (металлооксиды, пар высокого давления, водород, теплота реакции) для создания ресурсо- и энергосберегающих технологий деметаллизации, десульфуризации углеводородного сырья (мазут и гудрон), очистки сточных и пластовых вод.
Область применения
Нефтедобывающая, нефтетранспортирующая и нефтеперерабатывающая отрасль, а также в качестве нетрадиционных источников энергии.
Реферат (Абстракт) - 2020 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Активированные металлами –активаторами сплавы алюминия (АСА)
Цель работы
Выявление роли природы металлов-активаторов, состава сплава, минерализации и рН пластовой, отстойной и оборотной воды на скорость выделения водорода, а также степень деметаллизации и десульфуризации тяжелых нефтей и нефтепродуктов.
Методы исследования
Методы оптико-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (ICIP), рентгенофазового и рентгенофлуоресцентного анализа, ТГ, ДТА, ДСК, РЭМ.
Полученные результаты и новизна
Выявлена высокая реакционная способность алюминия по отношению к воде обусловленная механическим разрыхлением поверхности и неоднородностью сплава. Теоретически обоснована и экспериментально доказана перспективность использования сплавов Розе, Вуда и Дарсе для активации алюминия. Скорость выделения водорода регулируется составом и соотношением активирующих добавок, а также кислотностью и минерализацией воды. Впервые показана и доказана возможность очистки пластовых, отстойной и оборотной воды от коррозионн-оактивных ионов Ca, Mg и Fе. Разработан и испытан новый высокоэффективный способ деметаллизации и десульфуризации тяжелых углеводородов с использованием водородной энергетики АСА, а также очистки пластовой и отстойной воды с использованием коагулянтов на основе продуктов разложения ЭАВ водой.
Основные конструктивные и технико экономические показатели
Результаты проведенных комплексных экспериментальных исследований показали, что продукты реакции сплавов алюминия активированных сплавами Вуда, Розе и Дарсе с водой являются прекрасными коагулянтами-адсорбентамии и могут быть использованы, без конструктивных изменений аппаратуры, для очистки воды различного назначения на предприятиях нефтедобычи и уменьшение ее коррозионной активности, В результате полного коммерческого использования продуктов окисления АСА водой (водород, оксиды алюминия, пар высокого давления, тепловая энергия), сплавы могут найти применение во всех сферах потребления, и в решении сложных экологических проблем, а также деметаллизации и десульфуризации тяжелых нефтяных остатков с использованием композиционных составов, содержащих активированные сплавы алюминия.
Степень внедрения
Результаты исследований могут быть положены в основу работ по созданию нового поколения сплавов на основе алюминия и решения ряда сложных экологических проблем.
Эффективность
Определяется возможностью применения АСА в качестве источника для получения водорода из воды, использовании водородной энергетики в решение экологических проблем в нефтяной отрасли.
Область применения
Нефтедобывающая, нефтетранспортирующая и нефтеперерабатывающая отрасль, а также в качестве нетрадиционных источников энергии.