Арктика 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2023, №2.

Введение С каждым годом становятся все более актуальны новые решения, направленные на переработку отходов нефтяной промышленнос ти Одним из пер­ спективных спосо ­ бов переработки тяжелых остатков нефтяной про ­ мышленнос ти яв ­ ляется плазменная переработка С каждым годом становятся все более актуальны новые решения, направлен­ ные на переработку отходов нефтяной промышленности с целью развития Арктической зоны РФ и сохранения её уникальной природы и биоразнообразия животного и растительного мира. На территории арктического шельфа нефтяные компании добывают более 30 %от общего количества добываемой ими нефти. В связи с ростом нефтяной промышленности, развитием новых технологий извле­ чения нетрадиционного сырья на территории Арктики и глобальными клима­ тическими изменениями, экологическое равновесие хрупкой природы Арктики нарушается. Существующие технологии утилизации тяжелых нефтяных остатков довольно токсичны и требуют больших вложений. Сжигание отходов в экологиче­ ских условиях Арктики запрещено, так как появляется риск таяния вечных льдов и повышения уровня мирового океана. Поэтому основной объем отходов захорани­ вают на специальных площадках на территории Арктики, что влечет за собой риск загрязнения почвы и природных водоемов. Объем нефтяных отходов с каждым годом будет увеличиваться, поэтому актуальной становится проблема поиска новых способов их рациональной переработки и утилизации. Тяжелые нефти характеризуются высоким содержанием ароматических углеводо­ родов, смолисто-асфальтеновых веществ (САВ), повышенной концентрацией ме­ таллов и сернистых соединений. Переработка САВ имеет высокую себестоимость и не всегда экологична, поэтому не всегда доступна малым компаниям [1, 2]. Одним из способов выделения смолисто-асфальтеновых веществ из нефтей и нефтепродуктов является сольвентная деасфальтизация. Технология основана на выделении асфальтенов путем их осаждения легкими парафинами (н-гексан, н-пентан и др.), в результате чего образуются два продукта: деасфальтизат — очи­ щенная нефть, идущая на дальнейшую переработку и остаток — асфальт. Данная технология улучшает физико-химические свойства нефтей за счет удаления САВ. Асфальт состоит, в основном, из САВ, также в асфальте концентрируется большин­ ство металлов, содержащихся в нефти. С ростом вовлечения тяжелого сырья в не­ фтепереработку соответственно будет увеличиваться доля образующихся отходов нефтяной промышленности, содержащих высокие концентрации САВ [3, 4]. Традиционно САВ и асфальт используются в качестве горюче-смазочных матери­ алов, в производстве дорожного битума, что, в целом, не отражает всего потен­ циала их ресурсов. Переработка САВ является актуальной задачей за счет их уникальной структуры, которая представлена поликонденсированными нафтеноа­ роматическими системами с включением гетероатомов, способными под действи­ ем высокоэнергетического воздействия перерабатываться в полезные углеродные материалы: технический углерод, графен, фуллерен, а также наноразмерные материалы (нанотрубки, нанолуковицы, полиэдрический графит) [5-7]. Одним из перспективных способов переработки тяжелых остатков нефтяной про­ мышленности является плазменная переработка под действием дугового разря­ да постоянного тока в открытой воздушной среде [8]. В работе [9] была показана возможность получения полезных углеродных материалов в результате плазменной обработки асфальтенов, выделенных из природного битума, в условиях электродуго- вого разряда. В рамках этой работы определены условия плазменной переработки асфальтенов с максимальным выходом полезных газов — CH4, СО, H2, и минималь­ ными энергозатратами установки плазменной обработки (средняя мощность =2,9 кВт, энергия, выделяемая за рабочий цикл реактора = 123 кДж). Воздействие дугового разряда на исходный образец производилось в течении 30 с. при силе тока 100 А. Целью настоящей работы явилось исследование процесса плазменной перера­ ботки технологического асфальта и асфальтенов, выделенных из тяжелых нефтей двух месторождений, в условиях дугового разряда постоянного тока. Жизнь науки 55