Мұнай фильтрді өзі жасайды. Жаңа технология қазақстандық МӨЗ-дерге не бере алады

RD media дайындаған

Әлемде шикі мұнайды дистилляциялауға жыл сайын шамамен 1 100 ТВт·сағ энергия жұмсалады — бұл қуаты 1 ГВт болатын 130-ға жуық атом энергоблогының жылдық өндірісіне тең көлем. Себебі — мұнайды бензин, керосин, нафта және басқа компоненттерге бөлу үшін оны 350 °C-тан жоғары қыздыру қажеттілігі.

Бірақ осы процестің бір бөлігін бөлме температурасында орындауға бола ма?

2026 жылғы 24 маусымда Nature журналында оңтүстіккореялық KAIST және американдық Georgia Tech ғалымдарының зерттеуі жарияланды. Олар мұнайдың ауыр компоненттерін пайдаланып, микроскопиялық сүзу арналарын қалыптастыратын мембрана жасап шығарды.

Қарашаның басында ScienceDaily осы әзірлемеге қайта назар аударды. Қазақстан үшін энергия үнемдеу әлеуеті жалғыз қызығушылық емес. Басты сұрақ басқа: технология біздің мұнайда қалай жұмыс істейді?

Сүзуге көмектесетін ластану

Донг-Ён Ко (KAIST) мен Райан Лайвли (Georgia Tech) басқарған топ полиакрилонитриттен (PAN) жасалған мембрана қолданды.

Жұмыс принципі ерекше. Шикі мұнай мембрана арқылы өткенде, ауыр көмірсутектер — соның ішінде жоғары молекулалы парафиндер (балауыздар) — оның саңылауларында тұнады. Олар мөлшері 2 нанометрден кіші микроскопиялық арналар қалыптастырады.

Осы арналар арқылы жеңіл фракциялар — нафта, бензин және керосин — оңай өтеді, ал ауыр компоненттер тежеледі.

Осылайша, әдетте фильтрдің ластануы саналатын зат бөліну механизмінің бөлігіне айналады.

Мембрана екі жеңіл араб мұнайы сортында — Arabian Extra Light және Arabian Light — сыналды. Үлгілерді HD Hyundai Oilbank компаниясы берді.

Өнімділік 0,591 л·м⁻²·сағ⁻¹·бар⁻¹ деңгейіне жетті — зерттеу авторларының деректері бойынша, бұл шикі мұнайға арналған бұрынғы мембраналық шешімдерден 23 еседен астам жоғары. Тұрақты жұмыс 28 күн бойы көрсетілді.

Үнемнің дерлік үштен бірі — әзірге модельде

Зерттеудің келесі кезеңі — мембрана модулі дәстүрлі атмосфералық дистилляция алдында орнатылатын өнеркәсіптік схеманы модельдеу.

Есептеулер мынадай әлеуетті төмендеуді көрсетті:

🔹 Энергия шығыны — 31,6%-ға
🔹 CO₂ шығарындысы — 37,6%-ға
🔹 Операциялық шығын — 36%-ға
🔹 Салқындатқыш су шығыны — 20,7%-ға

Экономикалық және экологиялық көрсеткіштер технологиялық схеманы модельдеу кезінде алынған және бастапқы болжамдарға тәуелді. Жұмыс істеп тұрған МӨЗ-дерде әсер тексерілмеген.

Технология алдын ала фильтр рөлін атқарады: қыздыруға дейін ректификация бағаналарына түсетін жүктемені азайтады. Бағаналардың өзіне әсер етпейді.

Қазақстандық сынақ: маңғыстау мұнайы

Қазақстанда үш ірі МӨЗ — Атырау, Павлодар және Шымкент зауыттары — жылына шамамен 17,5 млн тонна жобалық өңдеу қуатына ие.

Қолданыстағы инфрақұрылымның осы ауқымды деңгейде болуы жаңа технологияны сала үшін әлеуетті қызықты етеді.

Бірақ маңызды ерекшелік бар: ғалымдар мембрананы тек екі жеңіл араб мұнайы сортында сынаған.

Атырау МӨЗ-нің шикізаты басқа сипаттамаларға ие. Кәсіпорынның 2024 жылғы қысқаша техникалық емес түйіндемесінде зауыттың Маңғыстау және Мартыши кен орындарының мұнайын өңдейтіні көрсетілген.

Tazalyq жобасының жеке сипаттамасында маңғыстау мұнайы жоғары парафинді ретінде анықталады.

Парафиндер мембрананың сүзу арналарын қалыптастыруға қатысады. Мұнай құрамы өзгеше болған жағдайда нәтиже де басқаша болуы мүмкін: жұмыс істейтін құрылым орнына — саңылаулардың тым тарылуы немесе бітелуі.

Қазақстандық шикізаттың ерекшеліктері артықшылық та, шектеу де болуы мүмкін.

Қазақстандық мұнайда сынақ әзірге жүргізілген жоқ.

Қазақстанда технологияны кім тексере алады?

Нақты келесі қадам — мембрананы біздің МӨЗ-дерге түсетін шикізат үлгілерінде сынау.

Мұндай пилоттық жобаға ҚазМұнайГаз, Атырау МӨЗ және салалық ғылыми ұйымдар бірігуі мүмкін. Ғылыми серіктес ретінде технологияны әзірлеген KAIST қарастырылуы мүмкін.

Бастау үшін парафин мен ауыр көмірсутектер құрамы әртүрлі бірнеше мұнай сортындағы нәтижелерді салыстыру қажет. Негізгі параметрлер — бөліну селективтілігі, өнімділік, мембрананың тұрақтылығы және оны тазалау қажеттілігі.

Авторлар Nature мақаласының Competing interests бөлімінде көмірсутек ағындарын бөлу әдісіне KR-10-2026-0035893 патенттік өтінімін көрсеткен. Бұл патенттік өтінімнің бар екенін растайды, бірақ технологияның өнеркәсіптік дайындығын білдірмейді.

Барлық жабдықты ауыстырмай жаңғырту

Әзірлеменің басты құндылығы — қолданыстағы технологиялық схеманы толықтыру мүмкіндігі. Мұнай өңдеу зауытын толық ауыстыру талап етілмейді.

Мембрана әртүрлі мұнай сорттарында тиімділігін растаса, ол жұмыс істеп тұрған кәсіпорындарда энергия шығыны мен шығарындыларды азайту құралына айналуы мүмкін.

Қазақстан үшін бұл әсіресе қызықты бағыт: үш негізгі МӨЗ-дің жылына шамамен 17,5 млн тонна жобалық қуаты жағдайында жекелеген процестердің тиімділігін сәл ғана арттыру салалық деңгейде маңызды нәтиже бере алады.

Бірақ алдымен нақтырақ сұраққа жауап беру керек: жеңіл араб мұнайы үшін жасалған мембрана қазақстандық шикізатпен тиімді жұмыс істей ала ма?

Дәл осы эксперимент технологияның зертханадан қаншалықты алысқа шыға алатынын анықтайды.

Дереккөздер:

1. Nature — түпнұсқа зерттеу
2. KAIST / EurekAlert — зерттеу нәтижелері
3. ScienceDaily — 2026 жылғы 5 қарашадағы жарияланым
4. Georgia Tech — технологияның сипаттамасы
5. ҚазМұнайГаз — мұнай өңдеу активтерінің қуаты
6. АМӨЗ — 2024 жылғы жоба бойынша техникалық емес түйіндеме
7. Kyunghyang Shinmun — арналардың қалыптасу механизмі