Новый реагент безопасен и экологически чист.
Казань, 10 янв - ИА Neftegaz.RU. Российские ученые из Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (ИГиНГТ КФУ, НЦМУ) вновь рассказали о синтезе вещества для превращения природного газа в гидрат, кристаллическое соединение метана с водой.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Energy Storage.
Впервые казанцы публиковали информацию о новом промотирующем реагенте - сульфированном касторовом масле (SCO) в журнале Fuel в марте 2023 г.
Пролог
Гидраты синтетических газов - перспективные материалы для безопасного и компактного хранения энергии, но их широкомасштабное применение сдерживается медленной кинетикой образования.
Сегодня сжиженный природный газ (СПГ) и компримированный природный газ (КПГ) - наиболее распространенные технологии крупномасштабного хранения и транспортировки природного газа и синтетического газа.
Преимущества и недостатки СПГ:
- большая емкость хранения;
- но для производства требуется низкая температура;
- непригоден для длительного хранения из-за выбросов паров метана во время хранения и транспортировки СПГ, известных под названием «отпарного газа» (ОГ), что связано с воздействием температуры окружающей среды и насосов резервуаров, а также с изменениями атмосферного давления;
Преимущества и недостатки КПГ:
- большая емкость хранения;
- хранение и транспортировка КПГ требуют работы с опасно высоким давлением, что ставит под угрозу безопасность людей, а также имеет меньшую емкость хранилища.
Трубопроводный транспорт газа
- активно используется;
- не всегда практичным из-за удаленности и доступности пункта назначения.
Еще одним возможным решением проблемы транспортировки и хранения газа является адсорбированный природный газ.
Газовые гидраты
- соединения, образующиеся при определенных условиях низких температур и высоком давлении;
- в кристаллическом каркасе гидратов, построенном из связанных водородными связями молекул воды, есть небольшие полости, в которых размещаются молекулы газов,
- свойство подобных соединений концентрировать значительные объемы газа давно привлекает внимание специалистов,
- с помощью гидратов можно хранить и транспортировать природный газ и синтетический газ.
Преимущества газовых гидратов для транспортировки:
- экологическая чистота - благодаря использованию воды и низкой концентрации добавок;
- для извлечения газа из гидратов достаточно простого сжатия или незначительного нагревания;
- умеренные температурно-барические условия.
Недостатки:
- низкая скорость стохастического зарождения гидратов;
- низкая скорость их роста, лимитируемая тепло- и массопереносом.
Полученный казанскими учеными реагент:
- основан на сульфированном касторовом масле, которое получается из семян клещевины,
- безопасен и экологически чист, т.к. создан на основе растительных компонентов,
- создан при умеренных температурных и давлении,
- соединение обладает рядом преимуществ по сравнению с существующими аналогами,
- его создание может открыть новый путь в области малотоннажной химии,
- разработка позволит хранить и транспортировать природный газ даже в самые удаленные уголки России;
- может расширить возможности газификации удаленных населенных пунктов, в т.ч. в Арктической зоне РФ.
Тезисы старшего научного сотрудника НИЛ методов увеличения нефтеотдачи НЦМУ М. Семенова:
- особый упор сделан на изучении токсичности и биодеградации;
- это связано с тем, что промоторы (активаторы) гидратообразования предназначены для гидратных технологий, которые, в свою очередь, перспективны для арктических регионов, где существуют жесткие требования для применяемых реагентов.
По словам специалистов, полученный ими реагент превосходит по ряду показателей аналоги.
Так, в газогидратных технологиях часто используются добавки ПАВ (поверхностно-активных веществ) — органических соединений, ускоряющих тепломассоперенос.
Однако при экстремальных условиях такие вещества могут разрушаться.
Завкафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ и руководитель направления методов увеличения нефтеотдачи НЦМУ М. Варфоломеев дополнил:
- предложенный реагент лишен тех технологических недостатков, которыми обладают многие анионные ПАВ;
- дальнейшее развитие гидратной технологии хранения и транспортировки природного газа может стать началом нового направления в малотоннажной химии и позволит расширить возможности газификации удаленных населенных пунктов.
Автор: А. Шевченко