Новости

19.05.2021 20:04
Рубрика: Происшествия

Магнит против пятен

Ученые разработали сорбент для ликвидации разливов топлива в Арктике
Уникальные магнитоуправляемые углеродные сорбенты создали в Кемерове из промышленных отходов. Они помогут ликвидировать нефтяные пятна на поверхности водоемов в арктических широтах.
"Умный" сорбент, изготовленный из отходов угледобывающих и иных производств, можно использовать повторно. Фото: Татьяна Кравченко "Умный" сорбент, изготовленный из отходов угледобывающих и иных производств, можно использовать повторно. Фото: Татьяна Кравченко
"Умный" сорбент, изготовленный из отходов угледобывающих и иных производств, можно использовать повторно. Фото: Татьяна Кравченко

Разработка группы молодых ученых под руководством доцента кафедры химической технологии твердого топлива Кузбасского технического госуниверситета имени Т.Ф. Горбачева, члена Молодежного совета нефтегазовой отрасли при Минэнерго России Елены Ушаковой подходит для использования в самых суровых климатических условиях.

"Объемы нефтедобычи на севере нашей страны растут, а с ними и экологические риски. Природа Арктики очень чувствительна, и аварийные разливы нефти и нефтепродуктов здесь могут привести к катастрофическим последствиям. Дело в том, что пленка на поверхности водоемов при низких температурах сохраняется долго, ее очень сложно убрать. Особенно в сильный мороз, при штормовом ветре и обледенении водоема. Если разливы нефти, как правило, ликвидируют вручную либо с помощью нефтесборщиков и бон, то в Арктике это невозможно. И обычные сорбенты, которых на рынке великое множество, в этих условиях разносятся течением, расплываются в разные стороны. У наших же гранул внутри не просто магнетит (смесь оксидов железа), а именно магнетитовое ядро. Благодаря ему сорбенты не только притягивают пятна нефти, в том числе и образующиеся подо льдом, но управляют ими, - пояснила Елена Ушакова. - Нефть, как губкой, моментально впитывается углеродной оболочкой ядра и с помощью электромагнита извлекается из водоема, а затем и из гранулы. Извлеченное топливо, как и сам сорбент, можно использовать повторно (хотя изначально планировалось его сжигать, получая тепло- и электроэнергию), над чем мы сейчас и работаем".

Пористые гранулы диаметром до сантиметра напоминают шоколадное драже с начинкой. А получают их из отходов угледобывающих, животноводческих и деревообрабатывающих предприятий, включая угольную пыль и активный ил биологических очистных сооружений. Этого сырья на территории добывающего региона много. Правда, изначально Елена и ее коллеги пытались применять такого рода отходы в других целях. Лет десять назад их кафедра занялась получением биогаза из отходов животноводческой отрасли. Но в процессе выработки продукта оставался жидкий компонент, требующий утилизации. Ученые решили делать из него удобрение. Однако, убедившись в том, что это все-таки сезонный товар, перешли на выпуск гранулированного топлива. Впрочем, эти гранулы не выдержали конкуренции с углем. Тогда в 2013-м Елена защитила кандидатскую диссертацию по углеродным нефтесорбентам. Вскоре родилась идея получить сорбенты "с изюминкой" - магнитоуправляемые. И она оказалась беспроигрышной.

Актуальность и востребованность разработки кемеровчан уже признана и подтверждена наградами, в том числе состоявшейся в марте 2021 года Четвертой международной конференции по устойчивому развитию водных ресурсов и окружающей среды (ICSDWE2021) в Бангкоке. Ученые из России, США, Китая, Португалии, Японии, Малайзии, Индонезии, Сингапура и других стран участвовали ней в формате онлайн.

Природа Арктики очень чувствительна, и разливы нефти и нефтепродуктов могут привести к печальным последствиям

В 2020-м магнитоуправляемые нефтесорбенты были с успехом представлены на Международном специализированном форуме и выставке "Безопасность и охрана труда". А совсем недавно университетское молодежное научное общество "Химик", которым руководят Елена Ушакова и ее муж Андрей, тоже доцент КузГТУ, завоевало кубок V Всероссийского конкурса студенческих научных объединений нефтегазовой отрасли страны. В конкурсе участвовало девять команд. На очном этапе в рамках 75-й Международной молодежной научной конференции "Нефть и газ - 2021" и Международного форума "Нефть и газ" в Москве кемеровчане опередили представителей Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина и Омского технического госуниверситета. В том числе эксперты высоко оценили задание, выполненное командой во время блиц-турнира.

"Мы смоделировали столкновение двух танкеров, разлив нефти и процесс ликвидации этого разлива", - уточнила капитан команды, студентка-третьекурсница института химических и нефтегазовых технологий КузГТУ Анастасия Черепова. Настя - призер Международного проекта для молодых специалистов сырьевого сектора экономики "Один день моей страны". Она уже год работает над совершенствованием магнетитового ядра углеродного сорбента и представила на конкурс именно его "арктический" аспект.

Что же касается магнитного нефтесорбента, то в Кемерово уже поступают интересные предложения. Компания из Нефтеюганска не прочь использовать уникальный продукт для очистки водоемов, для чего уже ведет предварительные экономические расчеты. И в Китае ищут партнера для совместной коммерциализации кузбасского проекта.

"Пока же мы получаем сорбент только в лаборатории, - говорит Елена Ушакова. - Чтобы можно было запустить серийное производство на базе вузовского МИПа, для начала требуется сделать опытно-промышленный образец. На специальную установку нужно не меньше миллиона рублей. Очень надеемся на грантовую поддержку, но пока такая возможность не представилась".

Происшествия ЧП Аварии и катастрофы Общество Наука