Этап №1

В ходе выполнения проекта «Поддержка и развитие центра коллективного пользования "Центр наукоёмких химических технологий и физико-химических исследований" научным оборудованием для обеспечения реализации исследовательских программ и проектов по перспективным научным направлениям Пермского Научно-образовательного центра "Рациональное недропользование"» по Соглашению о предоставлении субсидии №075-15-2020-532 от 27.04.2020 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» на этапе №1 в период с 27.04.2020 г. по 30.10.2020 г. получены следующие результаты:

1. Приобретено, установлено новое оборудование, проведено обучение сотрудников ЦКП навыкам работы на оборудовании, запущено в работу научное оборудование, включающее:

Комплекс оборудования для проведения PVT исследований с системой поддержания давления, объема и температуры, системой рекомбинации проб нефти и газового конденсата;
Микротвердомер Q60M, в комплекте;
Дилатометр горизонтальный DIL 0809 PC c кварцевой измерительной системой для одного образца для работы в диапазоне температур от 20 °С до +1600°С;
Энергодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр «EDX-8100P» фирмы Shimadzu;
Калориметр С6000 isoperibol 1/12;
Лабораторная установка вакуумного напыления «DE Fermi» № 1-05-20;
Система капилярного электрофореза "Капель-205" в комплекте;
Комплекс аппаратно-программный для медицинских исследований на базе хроматографа “Хроматэк-Кристалл 5000”;
Комплекс для термообработки углеродных сорбентов.

2. Созданы новые стендовые установки: 1)стендовая блочная установка кустовой сепарации; 2)лабораторный комплекс для исследований парафиноотложений и реологии нефти с оценкой химических мер воздействия в условиях трубопровода (испытательная установка waxflowloop); 3)установка для испытания высокотемпературной газовой коррозии, моделирующая работу авиационного двигателя – позволяющие расширить спектр работ по НИОКР.

3. Разработаны методики проведения исследований и анализов, методические комплексы:

методический комплекс определения оптимального состава сырья, типов катализаторов и технологических параметров процесса каталитического крекинга; методический комплекс ускоренных испытаний авиационных жаропрочных сплавов на высокотемпературную газовую коррозию;
методический комплекс ускоренных испытаний коррозии авиационных сплавов после воздействия моющих средств;
методика определения фазового состава материалов методом дифракции рентгеновских лучей;
методика анализа гранулометрического состава пылевидных частиц методом лазерной дифракции.

В комплекс услуг, оказываемых ЦКП добавлены 12 новых услуг. Для повышения открытости, доступности и востребованности ЦКП проведены демонстрации оборудования представителям фирм, являющихся потенциальными и реальными пользователями услуг ЦКП: ПАО «Уралкалий», ООО «ЛУКОЙЛ-Пермь», ООО «ЭРИС», АО «Редуктор-ПМ», АО «Элеконд», АО «ОДК-Авиадвигатель», ООО «Промхимпермь», ПАО «Новомет». Выполнены услуги ЦКП для 25 предприяти. С использованием оборудования ЦКП проведены фундаментальные и прикладные исследования магистрами и аспирантами ПНИПУ.

Выполнено 7 проектов НИР, соответствующих современному уровню развития техники в данной области.:

По проекту 1 «Проведение фундаментальных и прикладных исследований по разработке цифровой системы прогнозирования образования органических отложений при добыче нефти» установлены корреляционные зависимости, описывающие процессы тепломассопереноса в нефтяных скважинах и линейных нефтепроводах на нефтяных месторождениях Пермского края, разработаны математическая модель тепломассопереноса для технологических объектов месторождений, цифровой каталог теплоемкостных свойств образующихся отложений для целевых объектов и аналогов, динамическая многофакторная модель прогнозирования образования органических отложений в нефтедобывающих скважинах и линейных нефтепроводах, методический подход к применению разработанной динамической модели прогнозирования образования органических отложений, цифровая система прогнозирования образования органических отложений в нефтедобывающих скважинах и линейных нефтепроводах, программный модуль адаптивного подбора наиболее эффективных составов химических реагентов для предупреждения и удаления органических отложений, технология утилизации некондиционного сырья с возможностью его переработки в углеводороды, продукты и технологические жидкости товарного качества, сформирована заявка на регистрацию результатов интеллектуальной деятельности.

По проекту 2 «Развитие технологии глубокой переработки нефти с получением топлив, электродных нефтяных коксов, а также получением на базе нефтяных коксов альтернативной товарной продукции – активных угольных сорбентов»: установлены оптимальные составы сырья и технологические параметры процесса коксования обеспечивающие получение максимального количества жидких фракций либо электродных коксов. Установлены оптимальные виды и характеристики сырьевого нефтяного кокса, и технологические параметры их термообработки для получения высококачественных дробленых и гранулированных активных углей. Выявлены оптимальные виды и характеристики катализаторов крекинга в псевдоожиженном слое, обеспечивающие максимальную конверсию сырья и получение высококачественных продуктов.

По проекту 3 «Развитие и интенсификация технологических процессов переработки калийных руд Верхнекамского месторождения»: установлены оптимальные значения температуры спрей-технологии, условия распыления, состав и концентрация распыляемого раствора подземного выщелачивания, характеристики получаемого продукта оксида магния. Установлены оптимальные значения частоты, интенсивности, длительности воздействия ультразвука на степень обесшламливания сильвинитовой руды Верхнекамского месторождения, на эффективность кондиционирования хлорида калия, на эффективность удаления отложений солей с технологического оборудования.

По проекту 4. «Работы по технологии новых материалов» установлены наиболее эффективный способ повышения смачиваемости модельных масс, используемых для литья по выплавляемым моделям; проведены опытно-промышленные испытания литейных керамических форм, устойчивых к расплаву титана при температурах 1680-1700оС, установлены условия улавливания нано и микрочастиц оксидов металлов на электрофильтре, установлены характеристики порошков и высокотемпературных керамических материалов. установлены оптимальный состав терморасширенного графита (ТРГ), оптимальный технологический режим стадии терморасширения, характеристики ТРГ, установлены возможности снижения содержания серы в ТРГ за счет очистки сырья, за счет изменения технологии интеркалирования.

По проекту 5 создана установка, моделирующая работу авиационного двигателя и газотурбинной установки в различных режимах, методики испытаний авиационных жаропрочных сплавов на высокотемпературную газовую коррозию в ускоренном режиме, позволяющих создать математические модели ресурса работы деталей на период жизненного цикла двигателя. В разделе «Способ анализа остаточных микроколичеств моющих средств на авиационных деталях» приведены методика анализа, оценка экспрессности, точности и надежности определения микроколичеств моющих средств на открытых и закрытых поверхностях авиационных деталей. В разделе «Моющий состав (для очистки авиационных деталей) и антикоррозионная добавка» приведены водорастворимое моющее средство с указанием состава и количества антикоррозионной добавки.

По проекту 6 «Развитие технологий малотоннажной химии, в том числе реагентов и веществ высокой чистоты, сорбентов, катализаторов, сенсоров газовых датчиков» приведены условия очистки исходного сырья, температуры начала и окончания кристаллизации, скорость охлаждения, состав конечных продуктов сульфата цинка высокой чистоты и двойной соли хлорида цинка-аммония; приведены состав электродов электрохимических сенсоров, способ их изготовления и нанесения на PTFE-мембраны, разработана технология приготовления катализатора и его нанесения на термокаталитические сенсоры, способ спекания носителя катализатора на основе гамма-Al2O3, ZrO2 и SiO2 состав керамического носителя катализатора, условия его приготовления, условия спекания, условия нанесения катализатора на носитель, характеристики катализатора. В разделе «Основы технологии гранулированных активных углей – поглотителей аммиака и сероводорода, используемых в качестве индивидуальных средств защиты» приведены состав и количество связующего, способ и режим гранулирования, характеристики гранулята. В разделе «Основы технологии углеродных молекулярных сит (на основе активных углей)» разработаны состав сырья, связующего, технологический режим, характеристики углеродных молекулярных сит.

По проекту 7 «Решение экологических проблем по очистке сточных вод нефтеперерабатывающих и химических производств от углеводородов, ртути, утилизация солевых стоков» приведены описание сорбента для улавливания ртути, условия очистки сточных вод, условия утилизации отработанного сорбента. приведены описание сорбента для улавливания углеводородов, условия очистки сточных вод, приведены описание способа переработки солевых стоков в товарные продукты, технологический режим, оценка затрат и экономического потенциала переработки солевых стоков в товарные продукты.

Составлен отчет о комплексном развитии ЦКП. Поданы для опубликования 10 статей и 7 заявок на изобретения. Результаты, полученные в рамках проекта, соответствуют современному научно-техническому уровню, раскрывают поставленные задачи и позволяют добиться поставленной цели.