Казань, 28 янв - ИА Neftegaz.RU. Ученые из Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) нашли способ, увеличивающий «эффективность» газовых гидратов для транспортировки топлива.
Об этом сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ.
Для транспортировки и хранения природного газа его «заключают» в газовые гидраты.
Это кристаллическое вещество, которое внешне напоминает лед.
Один объем гидрата позволяет вместить до 170 объемов газа.
Исследователи из КФУ выяснили, что использование сульфированного касторового масла вместе с кварцевым песком ускоряет процесс образования гидратов и позволяет «вместить» больше топлива.
При совместном использовании касторки и песка конверсия газа в гидрат увеличивается до 95%.
Ученые исследовали совместное действие поверхностно-активных веществ (ПАВ) и пористой среды на образование и разложение гидратов метана и гидратов природного газа.
Природный газ можно перевести в гидратную форму при высоком давлении и низкой температуре с использованием воды и небольшого количества добавок-промоторов для транспортировки или хранения.
После этого извлекают из гидрата с помощью нагрева или сброса давления.
При этом вода, образовавшаяся при «таянии» гидрата, может использоваться повторно.
К преимуществам гидратного метода транспортировки и хранения газов можно отнести:
-
умеренные условия по температуре и давлению,
-
его безопасность и экологичность.
Для России такой метод актуален из-за освоения малых и средних месторождений, когда невыгодно использовать традиционные методы хранения и транспортировки.
При этом с помощью газовых гидратов возможно снизить сжигание попутного нефтяного газа на месторождениях, а также газифицировать малые населенные пункты.
Причем тяжелые климатические условия с низкими температурами в этом случае - только плюс.
Однако, есть и минусы.
Скорость образования таких гидратов все еще недостаточно высока, что затрудняет внедрение этой технологии в широкую практику.
Для решения этой проблемы ученые предлагают использовать промотирующие системы - агенты, способные ускорять гидратообразование.
Такими могут стать, например, химические вещества-промоторы, наночастицы, пористые среды.
Сотрудники научно-исследовательской лаборатории увеличения нефтеотдачи НЦМУ «Рациональное освоение жидких углеводородов планеты» разработали ПАВ на основе сульфированного касторового масла, который хорошо показал себя как промотор образования гидратов в сравнении с известным коммерческим реагентом - додецилсульфатом натрия.
Причем синтезированный в КФУ реагент практически не образует пены и является биоразлагаемым.
Исследование ученых важно в т.ч. для понимания поведения гидратов природного газа и для их практического применения в процессах транспортировки и хранения.
Влияние добавок сульфированного касторового масла и додецилсульфата натрия на образование гидратов метана и метан-пропановой газовой смеси в пористой среде (кварцевый песок) оценивали с помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии.
Ученые выяснили, что «в случае гидрата метана при добавлении в систему промоторов в концентрации 0,5% количество гидрата в системе увеличивается с ростом отношения массы песка к раствору, в отличие от системы с чистой водой», - отметила Ю. Чиркова, младшая научная сотрудница научно-исследовательской лаборатории гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ.
Связали это с тем, что промоторы увеличивают рост гидратов на стенках реактора.
Такого эффекта не будет в случае с гидратами газовой смеси, что указывает на различия в промотировании гидратов со структурой sI (гидрат метана) и sII (гидрат природного газа).
Кинетические расчеты с использованием уравнения Аврами показали, что оба реагента (сульфированное касторовое масло и додецилсульфат натрия) увеличивают скорость образования гидратов, но созданный в КФУ реагент позволяет сделать это при более мягких условиях.
Сульфированное касторовое масло усиливает свой эффект при взаимодействии с пористой средой.
В этом случае конверсия газа в гидрат при совместном использовании песка и касторки увеличивается с 70% до 95% по сравнению с применением одного только касторового масла.
Автор: А. Шевченко