AP09260008 — Activated aluminum as an alternative source of energy and hydrogen in solving complex environmental problems of the oil industry

Goal of the work: The study of the role of the oxidizing environment, providing a controlled reactivity of activated aluminum alloys to water. Identification of the influence of the composition of the alloy, salinity and oil contamination of water on the formation of hydroxides, oxides, chlorides and sulfates of aluminum. Creation of technological solutions for the use of ASA for a comprehensive solution of environmental problems of the oil industry, neutralization and purification of oil-contaminated lands, waste formation waters.

Relevance of the work: The search for alternative energy sources led to the emergence of a new direction in hydrogen energy, based on the application of energy-accumulating substances (EAs) with a chemothermal effect.

Scientific supervisor: Doctor of Chemical Sciences, Professor, Boyko Galina Ilyasovna

Results obtained: Within the framework of the research work, scientific foundations were developed for the application of activated aluminum alloys (AAA) and their reaction products with water to address environmental challenges in the oil industry. High efficiency of AAA-based coagulants and sorbents in the treatment of oil-contaminated water and soils was demonstrated, reaching up to 98.6%. Physicochemical properties of wastewater and formation water were investigated, and methods for their purification and corrosion reduction were proposed. Organomineral sorbents and technologies for remediation of oil-contaminated soils were developed, ensuring reduced oil content and restoration of biological activity. Bioactive hydrogels and phytoremediation approaches were also designed to enhance plant growth and ecosystem recovery. The obtained results confirm the strong potential of an integrated approach for environmental remediation and industrial application.

List of publications with links to them

1. Зияева Т.Р., Бойко Г.И., Любченко Н.П., Сармурзина Р.Г., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Исследование влияния температуры на эффективность защиты от коррозии стали марки Ст3 ингибиторами SMATween-A и SMATween-PA // Труды Международных Сатпаевских чтений. – Алматы: КазНИТУ, 2021. – С. 270–275.
2. Демеубаева Н.С., Абетов А.А., Бойко Г.И., Любченко Н.П. Десульфуризация нефти месторождения Каражанбас методом термогазохимической обработки // Труды Международных Сатпаевских чтений. – Алматы: КазНИТУ, 2021. – С. 255–257.
3. Кеняйкин П.В., Бойко Г.И., Любченко Н.П., Сармурзина Р.Г., Манашев Д.А. Анализ и очистка нефтесодержащих сточных вод // Труды Международных Сатпаевских чтений. – Алматы: КазНИТУ, 2021. – С. 260–263.
4. Боранбаева Л.Е., Бойко Г.И., Любченко Н.П., Сармурзина Р.Г., Дидух А.Г. Сравнительное исследование депрессорной активности новых депрессорных присадок // Труды Международных Сатпаевских чтений. – Алматы: КазНИТУ, 2021. – С. 247–252.
5. Абетов А.А., Демеубаева Н.С., Бойко Г.И. Новые подходы к десульфуризации тяжелых нефтей и нефтепродуктов // Труды Международных Сатпаевских чтений. – Алматы: КазНИТУ, 2021. – С. 191–194.
6. Манашев Д.А., Кеняйкин П.В., Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Любченко Н.П. Создание новых эффективных и экологически устойчивых источников энергии // Труды Международных Сатпаевских чтений. – Алматы: КазНИТУ, 2021. – С. 240–244.
7. Метакса Г.П. Принципы выбора каталитически активных веществ на примере углерода и его соединений // Фундаментальные вопросы геологии, добычи и переработки металлов: материалы междунар. конф. – 2021. – С. 8.
8. Boiko G.I., Ziyayeva T.R., Sarmurzina R.G., Lyubchenko N.P., Karabalin U.S., Tiyesov D.S. Recultivation of oil-contaminated soils with humic acids and their polymer forms // Public Health Toxicol. – 2021. – Vol. 1 (Suppl.). – A39. https://doi.org/10.18332/pht/142152
9. Boiko G.I., Kenyaikin P.V., Demeubayeva N.S., Sarmurzina R.G., Lyubchenko N.P., Karabalin U.S., Tiyesov D.S. Oil-contaminated waste water treatment // Public Health Toxicol. – 2021. – Vol. 1 (Suppl.). – A40. https://doi.org/10.18332/pht/142153
10. Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Карабалин У.С., Тиесов Д.С., Любченко Н.П., Байгазиев М.Т., Бойко Е.А. Сплав для получения водорода и способ его приготовления: патент KZ №34988.
11. Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Карабалин У.С., Тиесов Д.С., Любченко Н.П., Байгазиев М.Т., Бойко Е.А., Мамутов М.Э. Сплав для получения водорода на основе алюминия и способ его приготовления: патент KZ №34806.
12. Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Карабалин У.С., Любченко Н.П., Тиесов Д.С., Байгазиев М.Т., Мамутов М.Э. Сплав для получения водорода на основе алюминия и способ его приготовления: патент KZ №34807.
13. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Байгазиев М.Т., Карабалин У.С., Тиесов Д.С., Любченко Н.П., Бойко Л.С., Мамутов М.Э. Способ разрушения нефтешлама: патент KZ №34754.
14. Бойко Г.И., Зияева Т.Р., Мухамедова Р.Ф., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Гуминовые кислоты и их полимерные формы как природные детоксиканты почвы от нефтяного загрязнения // Теория и практика химической технологии: материалы VI Междунар. конф. – Уфа: УГНТУ, 2021. – С. 328–329.
15. Бойко Г.И., Мерекенова А.К., Сармурзина Р.Г., Аюкаева В.Н., Тиесов Д.С. Новые ингибиторы солеотложений на основе модифицированных отходов полиэтилентерефталата // Перспективы инновационного развития химической технологии и инженерии: материалы II междунар. конф. – Уфа: УГНТУ, 2021. – С. 77–78.
16. Боранбаева Л.Е., Бойко Г.И., Любченко Н.П. Физико-химические и реологические свойства нефти ЗКНС-1 и ЗКНС-2 // Перспективы инновационного развития химической технологии и инженерии: материалы II междунар. конф. – Уфа: УГНТУ, 2021. – С. 75–76.
17. Демеубаева Н.С., Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Любченко Н.П., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Влияние температуры и дисперсности частиц активированного сплава алюминия на процесс взаимодействия с водой // Перспективы инновационного развития химической технологии и инженерии: материалы II междунар. конф. – Уфа: УГНТУ, 2021. – С. 164–165.
18. Ингибитор солеотложений: патент KZ №35455. – 2022.
19. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Галиева Н.П., Кеняйкин П.В., Карабалин У.С., Тиесов Д.С., Бойко Е.А. Способ очистки нефтесодержащих сточных вод: патент KZ №35912. – 2022.
20. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Галиева Н.П., Кеняйкин П.В., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Способ очистки нефтесодержащих сточных вод: патент KZ №35913. – 2022.
21. Sarmurzina R.G., Boiko G.I., Lyubchenko N.P., Karabalin U.S., Demeubayeva N.S. Alloys for the production of hydrogen and active aluminum oxide // Proceedings of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. – 2022. – Vol. 1, No. 451. – P. 91–98. https://doi.org/10.32014/2022.2518-170X.145
22. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Мерекенова А.К., Любченко Н.П., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Новые ингибиторы солеотложений // Надировские чтения: материалы XIV междунар. конф. – Атырау, 2022. – С. 42–48.
23. Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Любченко Н.П., Демеубаева Н.С., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Термический анализ продуктов окисления активированного сплава алюминия Rau-85 // Надировские чтения. – Атырау, 2022. – С. 147–152.
24. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Мерекенова А.К., Любченко Н.П., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Новые ингибиторы солеотложений // Нефть и газ. – 2022. – №2. – С. 127–136.
25. Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Любченко Н.П., Демеубаева Н.С., Карабалин У.С., Тиесов Д.С. Термический анализ продуктов окисления сплава Rau-85 // Нефть и газ. – 2022. – №2. – С. 68–78.
26. Метакса Г.П., Сармурзина Р.Г., Бойко Г.И., Карабалин У.С., Любченко Н.П. Системные взаимосвязи для веществ в разных агрегатных состояниях: монография. – Алматы: КазНИТУ, 2022. – 199 с.
27. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Галиева Н.П., Кеняйкин П.В., Карабалин У.С., Тиесов Д.С., Бойко Л.С. Способ очистки нефтесодержащих сточных вод: патент KZ №36031. – 2023.
28. Akhanova T.R., Ayukayeva V.N., Boiko G.I. Effect of oil-contaminated soil treatment with organomineral biofertilizer on humus content // Innovative development of resource-saving technologies. – 2022. – P. 85–87.
29. Sarmurzina R.G., Boiko G.I., Lyubchenko N.P., Karabalin U.S., Yeligbayeva G.Zh., Demeubayeva N.S. Hydrogen obtaining from activated aluminum–water system // Proceedings NAS RK. – 2022. – Vol. 6. – P. 196–213.
30. Akhanova T.R., Lyubchenko N.P., Sarmurzina R.G., Karabalin U.S., Muhr H., Boiko G.I. Complex restoration of oil-contaminated soils // Water, Air & Soil Pollution. – 2023. – Vol. 234. – 686. https://doi.org/10.1007/s11270-023-06689-8
31. Аханова Т.Р., Елемесова Г.К., Таубатырова А.Е. Влияние гидрогеля на нефтезагрязненную почву // Химия и химическая технология в XXI веке. – Томск, 2023. – С. 202–203.
32. Бойко Г.И., Сармурзина Р.Г., Галиева Н.П., Карабалин У.С., Тиесов Д.С., Аханова Т.Р., Кеняйкин П.В. Перспективы использования энергоаккумулирующих веществ // Вестник нефтегазовой отрасли Казахстана. – 2023. – Т. 5, №2. – С. 99–116. https://doi.org/10.54859/kjogi108653