Главная > Лаборатории > Лаборатория нефтехимических процессов
Лаборатория нефтехимических процессов
История
В 2001 году в отделе гибридных технологий была создана лаборатория термической переработки нефтеотходов, заведующим которой был к.х.н., в.н.с. Б.К. Тулеутаев. В 2009 году лаборатория была переименована в лабораторию окислительных процессов углеводородного сырья, и заведующим назначен д.х.н., проф. Е.К. Онгарбаев. В 2001 году на базе лаборатории углеводородных топлив была создана лаборатория топлив и реагентов, которой до 2016 года заведовал к.х.н., в.н.с. А.Т. Батырбаев. В 2016 году лаборатории были объединены, а в 2022 году лаборатория получила название «Лаборатория нефтехимических процессов».
Описание лаборатории
Сфера исследований: Переработка тяжелых нефтей, нефтяных остатков и отходов, нефтебитуминозных пород, модифицирование нефтяных битумов, очистка воды и нефти от нефтяных загрязнений, переработка серосодержащих отходов.
Основные задачи:
- Разработка новых технологий переработки тяжелых нефтей, нефтяных остатков и отходов, нефтебитуминозных пород, модифицирования битумов, серосодержащих отходов.
Результаты:
- Изготовлены и испытаны пилотные установки по окислению амбарной нефти, термической и ультразвуковой обработки нефтебитуминозных пород.
- Уложены участки дороги на основе битумов, полученных окислением амбарной нефти месторождения Озен и с добавкой резиновой крошки.
- Опубликованы более 450 статей и получены более 25 патентов.
Научные достижения и публикации
1. Ongarbayev Y., Teltayev B., Tileuberdi Y., Mansurov Z., Rossi C.O., Calandra P., Seilkhanov T., Zhambolova A., Imanbayev Y. Combined Oxidized Bitumen: Technology, Chemistry and Properties. ES Materials & Manufacturing, 2024, 24, 1072. DOI
2. Zhambolova, A.; Kenzhegaliyeva, A.; Ongarbayev, Y. Effect of Nanostructured Shungite on the Rheological Properties of Bitumen. Infrastructures, 2024, 9, 146. DOI
3. Ongarbayev, Y.; Tileuberdi, Y.; Baimagambetova, A.; Imanbayev, Y.; Kanzharkan, Y.; Zhambolova, A.; Kenzhegaliyeva, A.; Kydyrali, A. Modification of Sulfur Cake - Waste from Sulfuric Acid Production. Processes, 2024, 12, 2048. DOI
4. Myltykbayeva, Z.; Mussabayeva, B.; Ongarbayev, Y.; Imanbayev, Y.; Muktaly, D. Ultrasonic Technology for Hydrocarbon Raw Recovery and Processing. Processes, 2024, 12, 2162. DOI
5. Kuoshiken U., Tileuberdi Y., Shi Q., Ongarbayev Y., Li S., Zhanbekov K., Kanzharkan E., Imanbayev Y. Electrospray Ionization FT-ICR MS Analysis of Polar Compounds in Natural Bitumen of Munaily-Mola Oil Sands and Its Asphaltenes. ES Mater. Manuf., 2024, 25, 1240. DOI
6. Tileuberdi Y., Ongarbayev Y., Mukatayeva Z., Zhanbekov K., Mukhambetkaliyev K., Akkazin Y., Shadin N., Imanbayev Y. Studying Characteristics of Hot Fine-Grained Asphalt Concrete with the Addition of Coked Sands from the Pyrolysis of Oil Sands. Processes, 2024, 12, 2540. DOI
7. Rudyk S., Ongarbayev Y., Spirov P. Feature selection in GC-MS, NMR and MALDI-TOF spectra of tar sand bitumen. Unconventional Resources, 2023, Vol. 3, P. 61-71. DOI
8. Cristea, V.-M.; Baigulbayeva, M.; Ongarbayev, Y.; Smailov, N.; Akkazin, Y.; Ubaidulayeva, N. Prediction of Oil Sorption Capacity on Carbonized Mixtures of Shungite Using Artificial Neural Networks. Processes, 2023, 11, 518. DOI
9. Zhumakhan K., Tileuberdi Y., Biysenbayev M., Ongarbayev Ye., Zhanbekov K., Godbert N., Tastambek K., Rossi C.O. Rice Husk as a Source for Lightweight Flameless Heat-Energy Carbon Briquettes. Engineered Science, 2023, 25, 935. DOI
10. Tileuberdi Y., Ongarbayev Y., Imanbayev Y., Yermekova A., Behrendt F., Ismailova A., Zhanbekov K., Seilkhan A., Mansurov Z. Studying Characteristics of Natural Bitumen of Oil Sand with Comparison to Heavy Crude Oil. ES Mater. Manuf., 2023, 22, 1035. DOI
11. Ongarbayev Y., Zhambolova A., Tileuberdi Y., Mansurov Z., Oliviero Rossi C., Calandra P., Teltayev B. Aging Process Effects on the Characteristics of Vacuum Residue Oxidation Products with the Addition of Crumb Rubber. Molecules, 2022, 27, 3284. DOI
12. Ongarbayev Y., Baigulbayeva M., Tileuberdi Y., Zhumakhan K. Sorption of oil by mechanochemically activated shungite. Rudarsko-geološko-naftni zbornik, 2022, Vol. 37, No. 60 (Issue 4), P. 17-26. DOI
13. Imanbayev, Y.; Bussurmanova, A.; Ongarbayev, Y.; Serikbayeva, A.; Sydykov, S.; Tabylganov, M.; Akkenzheyeva, A.; Izteleu, N.; Mussabekova, Z.; Amangeldin, D., et al. Modification of Bitumen with Recycled PET Plastics from Waste Materials. Polymers, 2022, 14, 4719. DOI
14. Ongarbayev Y., Oteuli S., Tileuberdi Y., Zhang Y., Zheng F., Shi Q. Characterization of Vanadium and Sulfur Containing Compounds of Kazakhstan Petroleum Vacuum Residuum. Periodica Polytechnica Chemical Engineering, 2021, Vol. 65, No. 4, P. 476-482. DOI
15. Zhambolova A., Vocaturo A.L., Tileuberdi Y., Ongarbayev Y., Caputo P., Aiello I., Rossi C.O., Godbert N. Functionalization and Modification of Bitumen by Silica Nanoparticles. Applied Sciences, 2020, 10, 6065. DOI
Патенты
1. Онгарбаев Е.К., Мылтыкбаева Ж.К., Иманбаев Е.И., Тілеуберді Е., Серикказинова А.К., Малаев А.К. Способ ультразвукового извлечения битума из нефтебитуминозных пород. Патент РК на полезную модель № 9230, 07.06.2024.
2. Тілеуберді Е., Онгарбаев Е.К., Канжаркан Е., Иманбаев Е.И., Садыков К.А., Қыдырәлі А.Н., Баймагамбетова А.С., Шарипова А.А. Способ утилизации серного кека. Патент РК на полезную модель № 9549, 13.09.2024.
3. Тілеуберді Е., Жанбеков Х.Н., Бехрендт Ф., Онгарбаев Е.К., Шертай А.С., Алижанов Д.А. Асфальтобетонная смесь и способ ее приготовления. Патент РК на полезную модель № 9721, 24.10.2024.
4. Онгарбаев Е.К., Жамболова А.Б., Тілеуберді Е. Способ получения битумного вяжущего. Патент РК на полезную модель № 6866, 18.02.2022.
5. Тілеуберді Е., Онгарбаев Е.К., Бехрендт Ф., Ермекова А.С., Иманбаев Е.И., Мансуров З.А. Способ получения синтетической нефти. Патент РК на полезную модель № 6052, 06.05.2021.
6. Мансуров З.А., Танирбергенова С.К., Айтуған А.Н., Тугелбаева Д.А., Тилеуберди Е., Онгарбаев Е.К. Способ получения катализатора для гидрирования непредельных углеводородов. Патент РК на полезную модель № 6475, 01.10.2021.
7. Онгарбаев Е.К., Байгулбаева М.М., Тілеуберді Е. Способ получения модифицированного шунгита. Патент РК на полезную модель № 6553, 22.10.2021.
8. Онгарбаев Е.К., Нуржанова С.Б., Өтеулі Ш.Ә., Малдыбаев Г.К., Тілеуберді Е. Способ получения нефтяного кокса. Патент РК на полезную модель № 5228, 30.07.2020.
Основные проекты и исследования
ПЦФ: Разработка новых способов переработки тяжелых нефтей, нефтяных остатков, нефтебитуминозных пород, окисления гудрона с добавкой модификаторов для расширения производства битумов
Сроки реализации: 2023–2025
Цель: Расширение производства битумов разработкой новых способов переработки отечественного нетрадиционного углеводородного сырья – тяжелых нефтей и нефтяных остатков, нефтебитуминозных пород, а также окислением гудрона с добавкой модификаторов.
Результаты: Исследованы состав и физико-химические свойства тяжелой нефти месторождения Каражанбас, гудронов Павлодарского нефтехимического завода и ТОО «Асфальтобетон 1», нефтебитуминозных пород месторождений Беке и Мунайлы Мола, модифицирующих добавок – отходов полимеров и резиновой крошки. Спроектированы и испытаны лабораторные установки для получения битумов окислением озоно-воздушной смесью, с добавкой модификаторов, для извлечения битумов в сверхкритической флюидной среде, при воздействии ультразвуком, при термокаталитическом воздействии. Битумы, извлеченные в сверхкритических флюидах, соответствуют стандартам на топочные мазуты М-40 и М-100. Продукты окисления гудронов с добавкой полиэтилена и резиновой крошки удовлетворяют требованиям СТ РК 1373-2013 на битумы марок БНД 100/130, БНД 35/50, БНД 130/200, БНД 70/100.
ГФ: Разработка технологий получения серобетона и серобитума с использованием модифицированного серного кека
Сроки реализации: 2024–2026
Цель: Разработка технологий получения серобетона и серобитума с использованием модифицированного серосодержащего отхода для его утилизации и улучшения качества дорожно-строительных материалов.
Результаты: Исследованы состав и структура серного кека. Оптимальный модификатор – смесь 2 мас.% стирола, 1 мас.% глицерина, 1 мас.% олеиновой кислоты при 140°C, 30 минут. Образование ацеталя и новый пик в ДТА подтверждают эффективность модификации.
ГФ: Технология получения модифицированных нефтяных битумов и асфальтобетонов добавкой бытовых полимерных отходов
Сроки реализации: 2024–2026
Цель: Разработка и усовершенствование технологии модификации дорожных битумов и асфальтобетонов с полимерными отходами для обеспечения высоких эксплуатационных свойств дорожно-строительных композитов.
Результаты: Разработан состав комплексного модификатора: 3–4 мас.% полимерных отходов, до 3 мас.% СБС (или 1,5% Элвалой), до 10 мас.% отработанного масла. Экономия оценивается в 160,000 тенге за 1 т битума.
ГФ: Разработка эффективной технологии переработки нефтяных шламов для получения ценных продуктов
Сроки реализации: 2024–2026
Цель: Научное обоснование и разработка технологий утилизации нефтяных шламов Казахстана для снижения техногенной нагрузки и получения вторичного сырья для модификации дорожных битумов.
Результаты: Максимальное извлечение нефти (95 мас.%) при 1 мас.% NaOH. Оптимальные условия: NaOH – 0,25 моль/л, KOH – 0,18 моль/л, ультразвук 400 Вт, 22–80 кГц, 30–40 минут, размер частиц 2,5–3 мм.
Разработка технологии получения гидроизоляционной битумной мастики с использованием отечественного минерального сырья и отходов производств
Сроки реализации: 2022–2024
Цель: Разработка технологии получения гидроизоляционной битумной мастики с использованием шунгитовых пород месторождения Коксу, резиновой крошки и карбонизованной рисовой шелухи.
Результаты: Получены мастики с шунгитом марки «Таурит». Проведено опытно-промышленное испытание мастики ТС-Д. Разработана рекомендация по внедрению технологии.
ГФ: Разработка сорбентов на основе шунгитовых пород для очистки нефтезагрязненных почв
Сроки реализации: 2020–2022
Цель: Разработка сорбентов на основе шунгитовых пород месторождения Коксу для очистки нефтезагрязненных почв и их опытно-промышленное испытание.
Результаты: Сорбционная емкость: 1,86 г/г (статические условия), 2,85 г/г (динамические). Степень деструкции нефти: 87,5–90,5%. Очистка почвы за 60 суток: 67,7% (с 15,8% до 5,1%). Разработана технологическая схема получения биосорбента.
ГФ: Разработка технологии деметаллизации и обессеривания тяжелых нефтяных остатков с получением кокса
Сроки реализации: 2018–2020
Цель: Разработка технологии деметаллизации и обессеривания тяжелых нефтяных остатков с использованием наноструктурированных адсорбентов для получения кокса с низким содержанием серы и металлов.
Результаты: Оптимальные параметры: 340°C, 1 атм, 1 ч⁻¹, цеолит с ксерогелем ванадия. Извлечение: 90% ванадия, 70% никеля, 60% железа; сера снижена с 1,97% до 1,36%. Кокс соответствует марке КЗА, сорт первый. Разработана технологическая схема.
Перспективные разработки и инновации
Производство окисленных модифицированных нефтяных битумов из гудрона с добавкой резиновой крошки: Инновационный метод окисления гудрона с резиновой крошкой сокращает время процесса с 8–12 часов до 3–4 часов, улучшает эластичность и реологические характеристики битума, утилизирует шины. Уложен участок дороги (80 м, 12 м ширина) в Алматы по ул. Бурундайская. Разработаны рекомендации Р РК 218-189-2022.
Технология получения серосодержащих строительных материалов: Использование серного кека для производства серобетона. Уложен участок тротуарной плитки (5,45 м × 1,65 м × 6 см) на ТОО «Степногорский сернокислотный завод». Утилизировано 530 кг кека, произведено 1,3 т серобетона.
Сорбенты на основе шунгитовых пород для очистки нефтезагрязненных почв: Биосорбент на основе карбонизованного шунгита и рисовой шелухи с микроорганизмами. Очистка почвы за 60 суток: 67,7% (с 15,8% до 5,1%). Испытания на полигоне ТОО «Эко-су тазарту».
Команда
Онгарбаев Ердос Калимуллаулы – доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, лауреат премии «Дарын».
Научные интересы: Переработка тяжелых нефтей, нефтяных остатков, нефтебитуминозных пород, модификация битумов.
Достижения: Автор более 450 публикаций, руководитель проектов ПЦФ и ГФ.
Контакты: Erdos.Ongarbaev@kaznu.kz, yerdos.ongarbayev@gmail.com, +7(701)457-57-89
Тілеуберді Ербол – PhD, ассоциированный профессор, ведущий научный сотрудник.
Научные интересы: Переработка тяжелого углеводородного сырья, окисленные битумы, модификация серосодержащих отходов, беспламенные нагреватели.
Достижения: 11 патентов, 3 учебных пособия, 2 монографии, 1 рекомендация, 60+ статей.
Контакты: er.tileuberdi@gmail.com, +7(775)972-7774
Иманбаев Ержан Иманбаевич – PhD, ассоциированный профессор, ведущий научный сотрудник.
Научные интересы: Утилизация нефтяных отходов, переработка тяжелых нефтей, модификация битумов полимерными отходами.
Достижения: Автор 80+ публикаций, руководитель гранта.
Контакты: erzhan.imanbayev@mail.ru, +7(778)223-2332
Жамболова Айнур Бектурсыновна – PhD, ведущий научный сотрудник.
Научные интересы: Получение и модификация битумов, улучшение характеристик, битумные мастики.
Достижения: Автор 15+ публикаций.
Контакты: zhambolova.ainur@mail.ru, +7(701)452-1541
Научное оборудование и технологии
Дифференциальный сканирующий калориметр (SKZ1052B): Дифференциально-калориметрический анализ до 800°C. Применение: определение тепловых свойств материалов. Доступен для сотрудничества по договорённости.
Лазерный анализатор размера частиц (Winner2000E): Анализ размера частиц до 5 мкм. Доступен для сотрудничества по договорённости.
Аппарат для разгонки нефти (АРН-Лаб-11): Анализ фракционного состава нефти с температурой выкипания до 350°C. Доступен для сотрудничества по договорённости.
Прибор «Кольцо и Шар» (LHDF-4): Определение температуры размягчения битумов. Доступен для сотрудничества по договорённости.
Пенетрометр автоматический для битумов (ПН-20Б): Определение глубины проникания иглы (пенетрации) битумов. Доступен для сотрудничества по договорённости.
Дуктилометр (ДАФ-1480): Определение растяжимости битумов до 150 см. Доступен для сотрудничества по договорённости.
Вискозиметр (ВУН-20): Определение условной вязкости тяжелых нефтяных остатков. Доступен для сотрудничества по договорённости.
Партнёрские связи и совместные проекты
Лаборатория сотрудничает с:
- Университет Калабрия (проф. Cesare Rossi): Модификация битумов.
- Технологический университет Берлина (проф. Frank Behrendt): Переработка нефтебитуминозных пород и тяжелых нефтяных остатков.
- Китайский университет нефти (проф. Quan Shi): Переработка тяжелых нефтяных остатков.
- ТОО «Степногорский сернокислотный завод»: Внедрение технологии производства серосодержащих строительных материалов.
- ТОО «Атырау-Битум»: Испытание технологии извлечения битумов из нефтебитуминозных пород месторождения Мунайлы Мола.
Награды и признание
Онгарбаев Е.К.: Лауреат Государственной молодежной премии «Дарын» (2002), «Лучший преподаватель вуза» (2005, 2022).
Тілеуберді Е., Иманбаев Е.И.: «Лучший преподаватель вуза».
