Сто семьдесят объемов газа в одном: как «упаковывать» топливо для транспортировки эффективнее
Для транспортировки и хранения природного газа специалисты «заключают» его в газовые гидраты. Это кристаллическое вещество, которое внешне напоминает лед. Один объем гидрата позволяет вместить до 170 объемов газа. Исследователи из подведомственного Минобрнауки России Казанского федерального университета (КФУ) показали, что использование сульфированного касторового масла вместе с кварцевым песком ускоряет процесс образования гидратов и позволяет «вместить» больше топлива: конверсия газа в гидрат при совместном использовании касторки и песка увеличивается до 95%.
Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ исследовали совместное действие поверхностно-активных веществ (ПАВ) и пористой среды на образование и разложение гидратов метана и гидратов природного газа.
Среди преимуществ гидратного метода транспортировки и хранения газов — умеренные условия по температуре и давлению, а также его безопасность и экологичность.
При этом скорость образования таких гидратов остается достаточно низкой, что затрудняет внедрение этой технологии в широкую практику. Для решения проблемы ученые предлагают использовать промотирующие системы — агенты, способные ускорять гидратообразование. Ими могут выступать, например химические вещества-промоторы, наночастицы, пористые среды.
Ранее сотрудники научно-исследовательской лаборатории увеличения нефтеотдачи НЦМУ «Рациональное освоение жидких углеводородов планеты» разработали ПАВ на основе сульфированного касторового масла, которое хорошо показало себя как промотор образования гидратов в сравнении с известным коммерческим реагентом — додецилсульфатом натрия. К тому же синтезированный в КФУ реагент практически не образует пены и является биоразлагаемым.
С помощью метода дифференциальной сканирующей калориметрии ученые сравнили влияние добавок сульфированного касторового масла и додецилсульфата натрия на образование гидратов метана и метан-пропановой газовой смеси в пористой среде, в качестве которой был выбран кварцевый песок.
Сульфированное касторовое масло усиливает свой эффект при взаимодействии с пористой средой: конверсия газа в гидрат при совместном использовании песка и касторки увеличивается на 25% — с 70 до 95% по сравнению с применением одного только касторового масла.
Напомним, что научные центры мирового уровня (НЦМУ) созданы в рамках национального проекта «Наука и университеты». На сегодняшний день успешно реализуют свои проекты 17 НЦМУ (три геномных, четыре математических и 10 по приоритетам научно-технического развития страны).