Các nhà khoa học Nga tìm ra cách biến dầu nặng thành các nguyên liệu thô hữu ích

© Sputnik / Maksim Bogodvid

Những chất này có thể hữu ích trong quá trình phát triển thành phần chất lỏng kỹ thuật được sử dụng trong công nghiệp. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Journal of Molecular Liquids.

Theo các nhà khoa học từ Đại học Tổng hợp Quốc gia Surgut (SSU), các thành phần nặng trong dầu mỏ, chẳng hạn như asphaltenes, có thành phần phức tạp và ít khi được ứng dụng ở dạng nguyên bản trong công nghiệp. Hầu hết các chất này được coi là khó xử lý và thường được lưu trữ hoặc đốt bỏ. Chỉ một lượng nhỏ asphaltenes được sử dụng trong sản xuất bitum hoặc các công nghệ dầu khí, - bà Yulia Petrova, Giám đốc Viện Khoa học Tự nhiên và Kỹ thuật thuộc Đại học Tổng hợp Surgut và Trưởng dự án Công nghệ Chiến lược "Hóa học Dầu mỏ", cho biết.

Chuyên gia Petrova lưu ý đến một quan điểm khác: hỗn hợp các hợp chất hữu cơ tương đối nặng có thể được coi là nguồn nguyên liệu thô để tạo ra các vật liệu carbon hữu ích. Ví dụ, asphaltenes có thể được sử dụng để sản xuất các hạt nano nhằm tăng cường sản lượng dầu – khi thêm vào nước, chúng có thể giúp "ép" dầu ra khỏi đá.

"Tuy nhiên, khi asphaltenes vào nước, chúng thường kết dính lại với nhau, tạo thành các khối lớn và mất đi các đặc tính có lợi. Để các hệ thống như vậy có thể sử dụng được, các phân tử asphaltene cần được giữ trong dung dịch ở dạng keo ổn định. Một trong những phương pháp để làm điều này là chọn một chất hoạt động bề mặt (surfactant) phù hợp, chất này sẽ bám vào bề mặt của các phân tử asphaltene, thay đổi điện tích của chúng và ngăn chúng kết dính lại với nhau", - bà Petrova giải thích và cho biết thêm rằng một ví dụ đơn giản nhất về chất hoạt động bề mặt là xà phòng giặt thông thường.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra những chất hoạt động bề mặt nào có thể được sử dụng để ổn định các hạt nano carbon thu được từ quá trình xử lý phần nặng của dầu mỏ, cũng như từ oxit titan (TiO₂) và oxit nhôm (Al₂O₃).

“Những kết quả này rất quan trọng chủ yếu vì chúng cho phép chúng ta lựa chọn các cặp hạt nano-chất hoạt động bề mặt để tạo ra các dung dịch phân tán ổn định trong nước. Điều này có thể hữu ích cho việc phát triển các hợp chất mới và ổn định các hợp chất hiện có cho ngành công nghiệp dầu khí, cũng như cho các ứng dụng khác để kiểm soát hành vi của các hạt nano trong chất lỏng, - anh Dmitry Zelentsov, một nhà nghiên cứu trẻ tại Trung tâm Khoa học và Giáo dục thuộc Đại học Quốc gia Surgut và là một trong những tác giả của dư án, nhận xét.

Thông qua các thí nghiệm, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, các hạt nano carbon kết hợp với một chất hoạt động bề mặt cụ thể có hiệu quả cao nhất trong việc giảm sức căng bề mặt trong hệ thống mô hình n-hexane/nước. Điều này chứng tỏ rằng, lớp vỏ chất hoạt động bề mặt được lựa chọn đúng quy tắc có thể làm thay đổi đáng kể hành vi của các hạt nano tại giao diện giữa pha nước và pha hydrocarbon (water-hydrocarbon interface), anh Zelentsov nói thêm.

Trong tương lai gần, các chuyên gia sẽ thử nghiệm tính ổn định của hệ thống hạt nano carbon - chất hoạt động bề mặt - nước trong các môi trường phức tạp hơn, bao gồm các dung dịch có hàm lượng khoáng chất cao và các mô hình hệ thống dầu.