В сборнике представлены стенограммы дкладов и решение выездного заседания Совета РАН по координации деятельности региональных отделений и региональных научных центров РАН, состоявшееся 24-25 марта 2022 г. в г. Томске с участием ректоров ведущих российских высших учебных заведений (в первую очередь, федеральных и исследовательских университетов). Заседание было посвященообсуждению вопросов инновационной деятельности на базе интеграции РАН и вузов.

В ежегодно обзоре рассмотрено социально-эколого-экономическое состояние Томской области. Освещены концепции экологической безопасности и управления охраной окружающей среды в целях устойчивого развития области; количественная и качественная оценка природных ресурсов, их значение для социально-экономического развития территории. Представлены данные о состоянии окружающей среды в районах области. Для специалистов органов государственной власти, научных работников, преподавателей и студентов вузов, учителей и учеников старших классов, широкого круга читателей.

На примере прямогонной дизельной фракции с высоким исходным содержанием серы выявлена зависимость глубины окисления сернистых соединений от продолжительности, температуры окисления, количества вводимого окислителя. Получены данные о скоростях окисления гомологов бензо- и дибензотиофенов в зависимости от количества и положения в них алкильных заместителей при протекании конкурирующих реакций окисления различных компонентов дизельной фракции. Рассчитаны эффективные константы скоростей реакций окисления сренистых соединений в процессе окислительного обессеривани. Предложен механизм взаимодействия сренистых соединений дизельной фракции с окислителем.

В лабораторных условиях на модельных почвенных системах исследована микробиологическая деструкция сол и асфальтенов аборигенной почвенной микрофлорой. Показано, что высокомолекулярные гетероатомные компоненты нефти доступны для окисления почвенными микроорганизмами, за 180 сут эксперимента утилизация смол составила 41.5 мас. %, асфальтенов - 35.0 мас. %. Анализ остаточных продуктов биодеструкции показал заметное изменение состава высокомолекулряных гетероатомных компонентов. Биодеструкция смол и асфальтенов протекает преимущественно с "отщеплением" периферийных парафиновых структур, ароматическое ядро преобразуется менее существенно.

Исследованы конверсия асфальтита (брутто-формула СН1,23N0,017S0,037O0,01) в потоке сверхкритической воды (СКВ) при 400С, 30 М Па и влияние на проесс добавки алюминиевой стружки. Состав и количество продуктов и нерастворимого остатка конверсии определены с помощью жидкостно-адсорбционной хроматографии, элементного анализа, ИК и ЯМР 1 Н спектроскопии, масс- и хроматомасс- спектрометрии. Установлено, что СКВ не только растворяет компоненты асфальтита, но и участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Термолиз асфальтита в СКВ, выделение тепла и образование водорода при окислении алюминия сверхкритической водой способствуют гидрированию асфальтита in situ, уменьшению доли нерастворимого остатка конверсии от 44,5 до 11,3 %, снижению доли олефинов и увеличению доли ароматических и полиароматических веществ в продуктах конверсии. При добавлении алюминия степень десульфуризации асфальтита за счет удаления серы в иден H2S возрастает более чем в 3,5 раза.

Исследованы композиции на основе поверхностно-активных веществ и неорганических реагентов, способные генерировать непосредственно в нефтяном пласте устойчивые пеногели. Определены оптимальные диапазоны концентраций компонентов пеногелеобразующих композиций, обеспечивающие увеличение нефтеотдачи и охват нефтяных и газоконденсатных залежей активными системами разработки с применением заводнения, закачки газа или водяного пара.

Исследованы состав и строение органических соединений серы высокосернистой нефти Нижнепервомайского месторождения (Томская обл.). Показано, что сернистые соединения представлены смесью изомеров диалкилтиациклопентанов, алкил- и метилалкилтиациклогексанов, бициклическими сульфидами, алкилгомологами бензотиофена, дибензотиофеном и бензонафтотиофенами и их алкилзамещенными.

С использованием методов экстракции, адсорбционной хроматографии показано, что в составе макромолекул асфальтенов усинской нефти присутствуют относительно низкомолекулярные соединения, представленные нормальными и разветвленными алканами, моно- и полициклическими нафтенами, моно-, би-, три-, тетра_ и пентациклическими ароматическими углеводородами, их фенил- и нафтенопроизводными, бензо-, дибензо- и нафтобензотиофенами, карбазолами и бензокабазолами, этиловыми эфирами высших жирных кислот, дибензофуранами и флуоренонами, а также кислотами, амидами и сульфоксидами.

Проведен анализ распределения трудноизвлекаемых нефтей (тяжелых, вязких, парафинистых и высокосмолистых) по объему запасов. Изучены особенности физико-химических свойств этих видов нефтей. Показано, что тяжелые, вязкие и высокосмолистые нефти по физико-химическим свойствам являются в среднем тяжелыми и сверхтяжелыми, сверхвязкими, отличаются от перечисленных тем, что они относятся к нефтям средней плотности и повышенной вязкости и являются высокопарафинистыми, с самым низким содержанием серы, смол и асфальтенов. Выявленные закономерности могут быть использованы при решении практических задач нефтяной отрасли.

Исследовано влияние ультразвуковой обработки на структурно-механические свойства растворов полиакриламида, полигексена, полиэтилена и нефтяного парафина. Предложены схемы деструкции полигексена и полиэтилена по радикальному механизму. Установлено, что акустическое воздействие на раствор нефтяного парафина в декане не влияет на характер молекулярно-массового распределения н-алканов, но повышает температуру фазовых переходов и изменяет форму кристаллитов.

Проведено изучение состава насыщенных циклических углеодородов (цикланов или нафтенов) в нефтях разновозрастных отложений, месторождения которых расположены на территориях различных нефтегазоносных бассейнов. Установлено, что содержание цикланов в нефтях уменьшается от кайнозойских отложений к палеозойским. Для нефтей кайнозойских и мезозойских отложений в пределах одного возраста содержание цикланов тоже уменьшается по мере увеличения их глубины залегания. Групповой состав насыщенных циклических углеводородов нефтей разновозрастных отложений имеет схожий характер, где концентрации цикланов укладываются в ряд: моноцикланы бицикланы трицикланы тетрацикланы пентацикланы.

Изучены равновесные условия для гидратов, полученных из эмульсий воды в нефтях Юрубчено-Тохомского, Верхнечонского, Герасимовского и Усинского месторождений, а также относительные скорости образования гидратов в соответствующих системах. Сделан вывод, что присутствие нефти не изменяет равновесных условий гидратоообразования. Увеличение содержания в нефти смолисто-асфальтовых веществ и парафинов приводит к уменьшению скорости гидратообразования.

В сборнике помещены работы, доложенные на VII научной сессии по химии и технологии сераорганических соединений (г. Уфа, февраль, 1963 г.), по вопросам: 1) разработка процессов получения сераорганических соединений, необходимых в народном хозяйстве; 2) синтез и изучение их реакционной способности; 3) физические и физико-химические свойства; 4) термокаталитические превращения; 5) изыскание новых методов выделения и удаления; 6) характеристика сераорганических соединений советских нефтей и нефтепродуктов; 7) разработка методов анализа и определение строения. Сборник рассчитан на сотрудников научно-исследовательских институтов и высших учебных заведедений и на инженерно-технических работников нефтеперерабатывающей промышленности.

В сборнике помещены доложенные на VI научной сессии по химии сераорганических соединений, содержащихся в нефтях и нефтепродуктах, работы по вопросам: 1) характеристика сераорганических соединений советских нефтей и нефтепродуктов, а также продуктов переработки сланцев; 2) анализ сераорганических соединений; 3) синтез сераорганических соединений и изучение их свойств; 4) изыскание областей применения сераорганических сединений; 5) каталитические превращения сераорганических соединений. Сборник рассчитан на сотрудников научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений, а также на инженерно-технических работников нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

В сборнике помещены доложенные на VI научной сессии по химии и технологии сераорганических соединений (г. Уфа, июнь 1961 г.) работы по вопросам: 1) характер и и уровень дполнительных затрат в процессе перереаботки высокосернистых и сернистых нефтей; 2) влияние повышенного содержания серы в нефтепродуктах на экономику их потребления; 3) технико-экономическая оценка новых схем и процессов переработки высокосернистых нефтей; 4) технологические схемы и процессы переработки выскокосернистых и сернистых нефтей; 5) разработка способов облагораживания серусодержащих нефтепродуктов; 6) эксплуатационные свойства серусодержащих нефтепродуктов и пути их улучшения. Сборник рассчитан на сотрудников научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений и на инженерно-технических работников нефтеперерабатывающей промышленности.

Книга представляет первую сводку данных по распределению малых химических элементов в осадочных породах оновных нефтеносных регионов Советского Союза - Волго-Уральской и Эмбенской областей и северо-восточного Кавказа. В ней рассмотрено распределение малых элементов по стратиграфическим горизонтам - от фундамента Русской платформы до третичных отложений - в различных типах пород: песчаниках, алевролитах, глинах, карбонатах, сульфатах и солях, а также в нефтяных водах и золе нефтей. На основе количественного распределения и отношения пар химических элементов рассматриваются условия осадконакопления и генезиса микроэлементов в нефтях. Для осадочных пород выводятся кларки малых химических элементов в осадочных породах. Книга может представлять интерес для геохимиков, геологов и других специалистов, занимающихся изучением геохимии осадочных пород, нефтей и вод.

Приведен краткий обзор и анализ публикаций, посвященных снижению гидродинамического сопротивления полимерными добавками, рассмотрены некоторые гипотезы механизма влияния растворенных полимеров на турбулентный поток жидкостей. На основе предложенной модели поведения макромолекул раствора полимерных присадок получена формула, связывающая объемную скорость течения полимерного раствора с напряжением сдвига, диаметром трубопровода, концентрацией полимера и его молекулярной массой, температурой и химической природой жидкости. Приводится разработанная методика лабораторного тестирования потенциальных агентов снижения сопротивления, которая позволяет прогнозировать результаты на промышленном трубопроводе. Получены формулы для порогового числа Рейнольдса и порогового значения касательного напряжения на стенке трубопровода, с помощью которых можно целенаправленно формулировать требования к свойствам полимерных присадок для проявления эффекта Томса. Рассмотрены вопросы синтеза эффективных агентов снижения сопротивления. Описан опыт применения ПТП на магистральных трубопроводах. Для студентов, бакалавров, магистров, слушателей Института дополнительного профессионального образования, изучающих курс "Энергосберегающие технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов".

Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина представляют сборник научных статей, посвященных актуальным проблемам нефти и газа. Статьи сборника расположены по следующим тематикам: высшее образование, нефтегазовая геология, геофизика; бурение и разработка месторождений углеводородов; проектирование, изготовление и эксплуатация нефтегазового оборудования и сооружений ТЭК; проектирование, сооружение и эксплуатация трубопроводного транспорта; переработка нефти и газа, нефте- и газохимия; автоматизация, моделирование и энергообеспечение в нефтегазовом комплексе; промышленная и экологическая безопасность, охрана труда; экономика и менеджмент в отраслях ТЭК; вопросы права в нефтегазовой отрасли.

В монографии впервые обобщены рузультаты теоретических и экспериментальных исследований по раздлению газовых смесей и глубокой очистке веществ методом газогидратной кристаллизации. Подробно описаны методики расчета и экспериментального определения коэффициентов распределения компонентов газовой смеси при образовании смешанных гидратов, математические модели процессов разделения и глубокой очистки газов методами газогидратной кристаллизации. Приведены экспериментальные исследования по применению газогидратной кристаллизации в динамическом режиме. Представлено практическое применение этого метода для разделения благородных газов, выделения гелия, опреснения воды и глубокой очистки фторидов серы и углерода. Монография будет полезна для специалистов, работающих в области газоразделения, нефтехимии и химической технологии, а также для студентов, изучающих курс физической химии и химической технологии.

Мировая нефтепереработка сделала гигантские шаги в направлении углубления переработки нефти. Переработка нефти сегодня - это переработка высокосернистых тяжелынх нефтей с большим количеством металлов, смолисто-асфальтеновых веществ вплоть до битуминозных песков. Назрела острая необходимость в создании учебника, в котором были бы обобщены новые достижения данной отрасли, новые понятия и тенденции ее развития. В книге приведены данные об истории добычи нефти и газа и перспективах развития нефтепереработки. Рассмотрены химические и физические свойства нефти и углеводородных газов, процессы первичной переработки нефти, оборудование для технологических установок. Описаны деструктивные процессы прееработки нефти, процессы производства масел и смазочных материалов. 1 часть учебника посвящена свойствам нефти и нефтепродуктов и первичной переработке нефти; 2 часть - физико-химическим процессам прееработки нефти и нефтезаводских газов; 3 часть - производству смазочных материалов; 4 часть - общезаводскому хозяйству. Для учащихся нефтяных техникумов, студентов нефтяных вузов и факультетов; книга может быть полезна специалистам, работающим в области переработки нефти, экономистам и экологам, а также занимащимся нефтяным бизнесо - от добычи нефти до реализации готовой продукции.

Методом растровой электронной микроскопии с применением дифракции обратнорассеянных электронов выполнено экспериментальное исследование перестройки зеренной структуры сплава Ni3Fe при фазовом переходе A1 - L1 2. Установлено, что происходит образование новых границ общего и специального типов, при этом доля специальных границ в зернограничном ансамбле увеличивается. Спектр специальных границ изменяется за счет увеличения доли границ сигма З и сигма 9. Это приводит к усилению текстуры в сплаве с дальним атомным порядком.

Дана характеристика ядерных аналитических методов применительно к различным объектам окружающей среды. Описаны способы отбора образцов и приготовления стандартов; методы с применением радиоактивных реагентов; изотопное разбавление; активационный анализ; методики, основанные на взаимодействии излучения с веществом; способы определения радионуклидов в воздухе, воде, почвах и биологических объектах. Для химиков-аналитиков, физикохимиков и радиохимиков, занимающихся исследованием и анализом объектов окружающей среды, в том числе определением радионуклидов.

Масс-спектрометрия - один из основных методов, применяемых для анализа загрязнений окружающей среды. Рассмотрены основные методы органической масс-спектрометрии, способы ионизации, анализа и детектирования ионов, сочетания масс-спектрометрии с газовой и жидкостной хроматографией, а также способы обработки данных, проведения качественного и количественного анализа. Описаны приемы подготовки проб и схемы анализа загрязнений в разных объектах окружающей среды: образцах воздуха, воды, почвы и др. Особое внимание уделено определению следовых количеств органических загрязнений. Для научных и инженерных работников, а также работников аналитических и токсикологических лабораторий, гидрометео- и агрохимической службы, занимающихся контролем загрязнений окружающей среды.

Рассмотрены электроаналитические методы (вольтамперометрия в прямом и инверсионном вариантах, потенциометрия с ионселективными электродами, кулонометрия и кондуктометрия), наиболее перспетивные в анализе объектов окружающей среды и биологических материалов. Приведены основные характеристики методов, условия их оптимального применения, эксплуатационные и экономические показатели. Описаны автоматические анализаторы и средства мониторинга загрязнений окружающей среды, показаны возможности электрохимических детекторов в проточных аналитических сситемах, в том числе в высокоэффективной жидкостной хроматографии. Для специалистов в области электроаналитической химии, а также биологов, гидрохимиков и медицинских работников, занимающихся проблемами контроля и охраны окружающей среды; полезна ддля студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Гетероорганические соединения имеют большое значение в современной химии и технологии, в том числе в химии и технологии нефти. Например, органические соединения, содержащие серу, азот и другие гетероатомы, существенно влияют на эксплуатационные свойства топлив, в частности реактивных и ракетных. Для идентификации и характеристики гетероорганических соединений особенно перспективно применение инфракрасной, ультрафиолетовой спектроскопии и рентгеностурктурного анализа. Атлас является итогом многолетней работы авторов в области изучения гетероорганических соединений. В нем содержится около 500 инфракрасных спектров и рентгенограмм серу-, азот- и кислородсодержащих органических веществ, из которых некоторые синтезированы впервые. Атлас предназначен для широкого круга научных работников - химиков и физиков, а также может быть полезным для преподавателей, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

Изучены спектральные свойства гуминовых кислот методами электронного поглощения и флуоресценции. Проведено сравнение спектров поглощения и флуоресценции образцов гуминовых кислот с различной степенью гумификации. Показано, что в процессе гумификации сначала наблюдается уменьшение интенсивности электронного поглощения по всему спектру, а в дальнейшем - снова ее увеличение в области 220-360 нм. Интенсивность флуоресценции в процессе гумификации падает, область же флуоресценции существенно не изменяется. Получено, что значительная фотодеструкция гуминовых кислот происходит под действием коротковолнового облучения эксилампой (220 нм). Обсуждено влияние излучения оптического диапазона (прежде всего ультрафиолетовая часть спектра) на водные растворы, содержащие гуминовые и фульвокислоты и органические экотоксиканты (фенол). Проведено сравнение между источниками с различными длинами волн возбуждения (эксилампа, ртутная лампа). Получено, что гуминовые и фульвокислоты могут оказывать как фотостабилизирующее, так и фотосенсибилизирующее влияние на органические микропримеси в зависимости от характеристик источника возбуждения.

Предложен оригинальный метод твердофазной микроэкстрации углеводородов из воды с применением центрифуги. Приведены сравнительные результаты хроматографического элюирования веществ из водного раствора и минимальный предел обнаружения для ароматических и алифатических соединений.

На основе цеолита типа ZSM-5 с использованием различных сособов приготовлены катализаторы, содержащие оксиды лантана и циркония. Изучено влияние промотирующей добавки и способа модификации цеолитов на их каталитические и физико-химические свойства в процессе получения диметилового эфира из синтез-газа. Показано, что введение модификатора методом пропитки приводит к увеличению выхода целевого продукта по сравнению с немодифицированным образцом в 1.7 и 1.8 раза для цирконий- и лантансодержащих катализаторов соответственно. Определены оптимальные условия проведения процесса.

Показано, что механохимическая модификация гуминовых кислот в присутствии оксигидроксидов железа способствует протеканию твердофазных реакций за счет увеличеиния содержания фенольных, карбоксильных, метоксильных групп и хиноидных фрагментов. Модифицированные гуминовые кислоты обладают повышенной каталитической способностью, обусловленной наличием хиноидных фрагментов, фенольных гидроксилов и гуминовых комплексов переходных металлов.

На основе использования бытового и промышленного стеклобоя, красной глины и органических добавок разработана экологически безопасная технология получения стеклокерамического материала — гранулированной фильтрующей пеностеклокерамики. Представлены лабораторные и эксплуатационные испытания полученного фильтрующего материала, его пригодности для очистки различных типов вод. Комплекс оксидов и гидроксидов, полученный на поверхности пеностеклокерамических гранул, позволяет удалять из воды железо и марганец.

Представлены результаты лабораторных исследований, промысловых испытаний и промышленного использования новых физико-химических технологий увеличения нефтеотдачи месторождений на поздней стадии разработки, в том числе залежей высоковязких нефтей. В основе технологий лежит концепция использования энергии пласта или закачиваемого теплоносителя для генерации непосредственно в пласте химических интеллектуальных систем - гелей, золей и нефтевытесняющих композиций на основе ПАВ, сохраняющих в пласте длительное время комплекс свойств, оптимальный для целей нефтевытеснения и регулирования фильтрационных потоков. Опытно-промышленные испытания композиций на месторождениях с трудно извлекаемыми запасами, в том числе залежей высоковязких нефтей в России, Китае, Вьетнаме, Омане и Германии, показали их технологическую эффективность: увеличение коэффициентов нефтевытеснения и охвата пласта при одновременной интенсификации разработки. Масштабное промышленное применение новых комплексных технологий увеличения нефтеотдачи будет способствовать развитию нефтедобывающей промышленности Росси, расширению ее топливно-энергетической базы.

Вспоминая историю отечетвенной нефтяной науки, невольно обращаешь внимание на то, что множество выдающихся изобретений в нефтегазовом деле связано с работой известных русских химиков - Д. И. Менделеева, А. М. Бутлерова, В. В. Марковникова, Ю. В. Лермонтовой, Н. Д. Зелинского, работы которых получили всемирное признание. В наше время химия движется вперед семимильными шагами, она проникла во все сферы жизни, стала просто незаменимой. О том, что современная химия предлагает производственникам, которые бьются над решением какой-либо сложной проблемы, и как ученые подключаются к ее решению, и пойдет речь.

Представлена новая технология повышения нефтеотдачи с применением нефтевытесняющей кислотной копозиции ГБК, направленная на интенсификацию добычи нефти за счет увеличения дебитов добывающих скважин и преемистости нагнетательных скважин путем закачки в нагнетательные и/или добывающие скважины. Изложены теоретические представления, использованные при разработке кислотной компзозиции ГБК. Приведены физико-химические показатели, отличительные особенности композции ГБК, показаны результаты опытно-промышленных работ с ее применением.

Представлена методика применения технологии покомпонентной закачки композиций для повышения нефтеотдачи, когда растворы отдельных компонентов композиции закачиваются в скважину последовательно и смешение реагентов происходит непосредственно в пласте под влиянием дисперсии жидкости в пористой среде по мере продвижения реагентов вглубь пласта при продавке водой. Такой метод закачки позволяет предотвратить гелеобразование в стволе скважины и регулировать расстояние до гелевого экрана. Приведены результаты лабораторных и промысловых жкспериментов, Сделан вывод о наличии постоянного объемного коэффициента дисперсии, частным случаем которого является линейный коэффициент для однородной среды. Также дана методика расчета схемы закачки и объема реагентов для представленной технологии.