Разработка ученых Пермского Политеха позволит очистить нефть от примесей

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета и Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук нашли способ повысить эффективность очистки нефти от воды и других примесей, сообщили в министерстве образования и науки региона. Разработка проводилась согласно целям нацпроекта «Наука и университеты».

Математическая модель позволит на молекулярном уровне изучить физические процессы, которые происходят под влиянием электрического поля. Результаты одного из этапов исследования разработчики представили в журнале «Вычислительная механика сплошных сред».

«Среди проблем, с которыми сталкиваются специалисты при добыче и первичной переработке черного золота, особенно актуальна очистка нефти от воды. Вода содержится в добываемой смеси в виде эмульсии, и ее сложно отделить от нефтяных масел. Для разделения диэлектрических жидкостей эффективны способы, которые основаны на применении электрического поля», — рассказал один из разработчиков, доцент кафедры «Прикладная физика», кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Рамиль Сираев.

Ученые провели экспериментальные исследования поведения смеси бензола и хлорбензола, которая имитировала свойства нефти. Ее подвергли воздействию колеблющегося неоднородного электрического поля с частотой 50 Гц. Разработчики выявили, что в смеси образуется конвекция, а неустойчивость обеспечивается за счет доли хлорбензола выше 0,4.

«Мы разработали математическую модель конвекции, которая позволяет рассчитывать перемещение электронов и концентрацию ионов в жидкости. Для ее возникновения необходим заряд в толще среды, который попадает туда с помощью электронов. Также мы провели численное моделирование, которое демонстрирует структуру конвективного течения. Она согласуется с данными, полученными в ходе экспериментов. Кроме того, мы предложили оригинальную физическую модель возникновения электроконвекции в диэлектрической жидкости в переменном электрическом поле», — добавил исследователь.

Результаты работы пермских ученых можно использовать в процессе добычи и первичной обработки нефти. Это позволит более эффективно очищать ее от воды и других примесей.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.