Том 63, № 4 (2023)

Параметр растворимости Гильдебранда применяется в нескольких областях науки и техники, играя важную роль в новых научных разработках и практических применениях в промышленности. В данном обзоре отражается его значимость и связь с развитием исследований в области обеспечения потока, особенно в отношении тяжелых фракций нефти, таких как асфальтены, смолы и парафины. Описанные примеры иллюстрируют актуальность параметра растворимости Гильдебранда и степень участия в представляющих интерес подходах к обеспечению потока, а также показывают, что это универсальное свойство для многих новых приложений, включая разработку методов для получения более надежных значений для различных жидкостей на нефтяной основе и для теоретических разработок с целью его оценки в широком диапазоне температур и давлений.

Четыре различных полимера: биополимеры альгинат натрия и Pure-bore^®, синтетический частично гидролизованный полиакриламид (PHPA) и модифицированная природная полианионная целлюлоза класса L (PAC-L) были использованы в качестве добавок для улучшения реологических характеристик буровых растворов на водной основе (WBDF). После добавления этих полимеров не наблюдалось значительных изменений плотности бурового раствора. Все системы ведут себя как жидкости, разжижающиеся при сдвиге (индекс текучести <1). Для всех образцов наблюдается снижение динамической вязкости с увеличением скорости сдвига. Раскручивание полимерных цепей, происходящее при высокой скорости сдвига, в итоге снижает вязкость этих систем. Образцы, состоящие из Pure-bore^® и альгината натрия, демонстрируют желаемые рабочие значения реологических параметров, их применение позволяет свести к минимуму эксплуатационные проблемы, возникающие из-за плохой очистки скважины. Напротив, системы с использованием PHPA и PAC-L имели неблагоприятные реологические характеристики. Высокая молекулярная масса PHPA и гидратация PAC-L в присутствии хлорида калия снижают их эффективность.

Оценивалось влияние старения деэмульгатора на его характеристики, моделирующее хранение нефти на месторождениях, с использованием синтетической эмульсии вода/нефть, приготовленной из тяжелой нефти и минерализованной пластовой воды при концентрации 55 000 ppm. Были определены характеристики нефти и исследованы некоторые свойства деэмульгатора. Нефть, содержащая 11.6% асфальтенов, идентифицировалась как тяжелая, что способствует стабильности эмульсии вода/нефть. Эффективность деэмульгатора увеличивалась со временем старения, результаты свидетельствовали о том, что происходит простое испарение растворителя-добавки, концентрирующее его активное вещество.

Изучено влияние присутствия добавок хинолина и изменения количества сульфидирующего агента на активность полученного in situ NiWS-катализатора в процессе гидрирования нафталина. В присутствии 1 мас. % хинолина полученный катализатор активен - конверсия нафталина составила более 95%. Физико-химические свойства катализатора были исследованы методами РФЭС, РФА и ПЭМ. При мольном соотношении W:субстрат 1:40 и температуре 360°С повышение количества сульфидирующего агента с 1 до 5 мас. % приводит к снижению селективности по декалинам с 68% до 39%, соответственно. Выявлено, что степень декорирования никелем при добавлении 1 мас. % сульфидирующего агента равна 0.1. Увеличение добавки сульфидирующего агента до 5 мас. % приводит к повышению степени декорирования никелем до 0.3.

Исследованы основные маршруты протекания жидкофазного гидрирования эндо -трицикло[5.2.1.0^2,6]декадиена-3,8 (дициклопентадиена, (1)) в присутствии палладиевого катализатора ПК-25 (Pd/γ-Al₂O₃, 0.25% Pd). Идентифицированы все продукты реакции, изучен материальный баланс. Подобраны мягкие условия гидрирования соединения (1), при которых сохраняется норборнановый каркас. Для соединения (1), как и в случае других норборненовых производных, подтвержден эффект доминирующей адсорбции норборненовой двойной связи на активном центре (АЦ) палладия по сравнению с двойными связями другой природы. На основании совокупности экспериментальных и теоретических данных предложена последовательная схема механизма процесса, конечным и единственным продуктом которого является эндо-трицикло[5.2.1.0^2,6]декан (3). Установлен нулевой кинетический порядок в широком интервале начальных концентраций для соединения (1) и первый - при гидрировании промежуточного циклоалкена - трицикло[5.2.1.0^2,6]дека-3-ена (2). Определены активационные параметры реакции жидкофазного гидрирования (1) и (2). На основе подхода Ленгмюра-Хиншелвуда и в представлении множественной адсорбции субстратов на одном АЦ разработана адекватная кинетическая модель процесса. Показано, что существенный вклад в скорость реакции вносят три стадии, реализованные двумя маршрутами. Оценены их константы скорости, а также адсорбционные константы комплексов АЦ с непредельными соединениями.

Изучено взаимодействие между палладием и серебром в биметаллических Pd-Ag-катализаторах, нанесенных на мезопористый углеродный материал сибунит, в зависимости от последовательности нанесения предшественников металлов. Методами РФА и ПЭМ показано, что пропитка носителя водным раствором, содержащим нитратные соли обоих металлов, с последующей обработкой водородом при 500°С приводит к формированию однородных по размеру частиц Pd_0.6Ag_0.4 ( d _ср = 5.6 нм), которые проявляют высокую селективность (79%) в реакции гидрирования ацетилена в этилен. Катализаторы, приготовленные путем последовательной пропитки носителя растворами нитратов палладия и серебра с промежуточным прокаливанием в H₂, менее селективны (68-73%) вследствие образования частиц разнородных по составу и размерам (от ~4 до 60 нм). На основании данных ИК-спектроскопии предполагается, что данный эффект связан с удалением О-содержащих функциональных групп с поверхности углеродного материала в ходе восстановительной обработки нанесенного предшественника. О-группы выступают центрами закрепления предшественников активного компонента и снижают способность сибунита восстанавливать металлы из растворов их солей, поэтому последовательное нанесение соли второго металла приводит к его неравномерному распределению по поверхности и образованию более крупных частиц.

Впервые изучено воздействие тропического климата трех регионов Социалистической Республики Вьетнам на свойства синтетических пластичных смазок с уреатными загустителями при их экспонировании в течение семи месяцев в условиях климатических станций Совместного Российско-Вьетнамского Тропического научно-исследовательского и технологического центра. Показано, что при этом времени экспонирования происходит снижение предела прочности и уменьшение количества отделяемого масла при измерении коллоидной стабильности у исследуемых образцов: при этом, однако, не обнаружено значимых изменений в химическом составе смазок, что было подтверждено методом ИК-спектроскопии. Таким образом, можно предполагать, что деградация уреатных смазок в условиях тропического климата прежде всего связана с изменениями коллоидной структуры смазочного материала, однако, данный факт требует подтверждения при более длительном времени экспонирования и на большем количестве образцов смазок, полученных на основе базовых масел различной природы. Также установлено, что введение гетерогенного модификатора в состав уреатной смазки негативно сказывается на стойкости смазки в условиях тропического климата.