Технический регламент ЕАЭС требует от нефтяных компаний тщательного контроля за концентрацией хлорорганических соединений в нефти и реагентах. Сейчас это возможно лишь в лабораторных условиях с использованием сложного оборудования и требует временных и материальных затрат. А экспресс-метод, разработанный сотрудниками СФТИ ТГУ, позволяет быстро выявлять миллионные доли хлорорганических соединений в нефти и его можно применять прямо на месторождении или в ходе транспортировки нефти. Разработка ученых СФТИ не имеет мировых аналогов и уже заинтересовала лидера отрасли – крупную нефтяную компанию, которая предоставила сотрудникам Томского государственного университета образцы нефти для проведения исследований.
Хлорорганические соединения (ХОС) попадают в нефть естественным природным путем и из химических реагентов, которые компании применяют в процессе ее добычи и транспортировки. Они являются источником образования соляной кислоты, которая оказывает разрушительное действие на оборудование. Все известные на сегодняшний день методики по определению загрязнения нефти хлорорганикой – рентгенофлуоресцентная спектрометрия, ионная хроматография и другие – требуют специальной пробоподготовки, дорогостоящего оборудования, специальных реагентов и реализуемы только в специально оборудованных лабораториях. При этом сам анализ может занимать до 2-3 суток, рассказывает руководитель разработки, почетный работник науки и техники РФ Надежда Максимова.
Экспресс-метод, разработанный научной группой СФТИ ТГУ, позволяет за несколько минут определить наличие следов на уровне концентраций 6-10 единиц ppm в нефти. Он основан на использовании оригинальных полупроводниковых газочувствительных сенсоров, разработанных в СФТИ и не имеющих мировых аналогов.
Прибор для выявления и измерения уровня концентрации хлорорганических соединений в нефти и реагентах можно будет использовать непосредственно на месторождении и других участках на этапе и транспортировки нефти, добавляет Надежда Кузьминична. Прототип прибора разработчики уже опробовали на образцах, предоставленных нефтяной компанией, которая уже выразила заинтересованность в применении его на своих месторождениях.
Острая потребность в экспресс-методе определения превышения уровня хлорорганических соединений в нефти и нефтепромысловых реагентах появилась у нефтяных компаний в 2019 году, рассказывает заведующий лабораторией полупроводниковых приборов СФТИ ТГУ Руслан Чуркин. Тогда произошло масштабное загрязнение нефти хлорорганикой в трубопроводе «Дружба» – системе магистральных нефтепроводов, проходящих из России по территории Беларуси, Польши, Германии, Латвии, Литвы, Украины, Чехии, Словакии, Венгрии и Хорватии.
– Это привело к остановке транспортировки нефти и к огромным убыткам. В результате инцидента государство ужесточило контроль за содержанием ХОС, установило новый предельный уровень их концентрации и обязало недропользователей проверять их содержание не только в нефти, но и во всех закупаемых нефтепромысловых реагентах, которые используются при ее добыче, подготовке и транспортировке и считаются основным источником загрязнения, – объясняет ученый.
Для развития нового направления, связанного с разработкой полупроводниковых датчиков для нужд нефтегазовых компаний, в Томском государственном университете создали лабораторию полупроводниковых систем мониторинга опасных газов под руководством Вячеслава Яновского. К работе подключились Руслан Чуркин, заведующая лабораторией оптических материалов и покрытий СФТИ ТГУ Татьяна Малиновская, научные сотрудники СФТИ Валентина Жек и Надежда Сергейченко.
В результате комплексных исследований ученые ТГУ разработали принципиально новый метод, позволяющий сократить время выявления превышения содержания ХОС в нефти с нескольких дней до нескольких минут. В настоящее время ученые – создатели экспресс-метода занимаются патентованием своей разработки и ведут переговоры с потенциальными партнерами о внедрении разработки на предприятиях нефтегазовой отрасли.
