Инновации в энергетике: новый ускоритель для технологии «твердого газа»

Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета (КФУ) достигли значительного прорыва в области технологий хранения и транспортировки природного газа. Новое поверхностно-активное вещество, содержащее сульфонатные, амидные и карбоксильные группы (SSAC), позволяет быстрее и эффективнее получать гидраты метана при низкой дозировке химического реагента.

Исследование проводилось на базе молодежной лаборатории гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов КФУ при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.

Промотор SSAC, синтезированный учеными КФУ, значительно ускоряет образование газовых гидратов. Он объединяет химические свойства двух наиболее эффективных групп ускорителей – аминокислот и сульфированных ПАВ, таких как додецилсульфат натрия (SDS). Это позволяет новому реагенту отличаться от существующих аналогов, не образуя большое количество пены при распаде гидратов. Промотор успешно прошел лабораторные испытания, а подробности исследования опубликованы в журнале Applied Energy.

Одним из наиболее перспективных методов хранения и транспортировки природного газа является превращение его в газовый гидрат, который внешне напоминает лед и может вместить до 170 объемов газа. Твердый газ представляет собой альтернативу технологиям сжиженного природного газа и трубопроводного транспорта, предлагая более мягкие условия применения и безопасность.

Высокоэффективный промотор гидратообразования может либо создавать более мягкие условия реакции, либо ускорять процесс образования гидрата. В нашем исследовании, посвященном кинетическим промоторам гидратообразования, мы отметили, что эти типы промоторов усиливают кинетику гидратообразования, способствуя взаимодействию между молекулами газа и воды. Эффективность промоторов оценивается не только по увеличению скорости и сокращению времени образования гидрата, но по таким факторам, как расход газа, емкость хранения при низких концентрациях и способность обратно выделять газ без образования пены.

• Саде Элахе, младший научный сотрудник молодежной лаборатории

Промотор SSAC, синтезированный учеными КФУ, значительно ускоряет образование газовых гидратов. Он объединяет химические свойства двух наиболее эффективных групп ускорителей – аминокислот и сульфированных ПАВ, таких как додецилсульфат натрия (SDS). Это позволяет новому реагенту отличаться от существующих аналогов, не образуя большое количество пены при распаде гидратов. Промотор успешно прошел лабораторные испытания, а подробности исследования опубликованы в журнале Applied Energy.

Дизайн нового промотора основан на анализе предыдущих исследований кинетических промоторов гидратообразования и опыте ученых КФУ в области синтеза. Исследовательница подчеркнула, что создание каждого нового соединения часто связано с большим количеством проб и ошибок, однако результаты оказались уникальными.

Приоритетной задачей научной работы является разработка кинетического промотора гидратообразования, который должен превзойти известные коммерческие промоторы, такие как SDS. Следующим этапом станет выход разработки в промышленные масштабы.

Синтезированный промотор является первым, отвечающим всем необходимым критериям, – относительно простой синтез, превосходные кинетические характеристики, процесс диссоциации без пены, и самое важное: высокая эффективность по конверсии газа в гидрат при очень низких концентрациях, что существенно снижает затраты на применение химических реагентов. Теперь мы планируем детальнее проработать технологическое использование нового промотора под условия определенных месторождений.

• Михаил Варфоломеев, руководитель лаборатории

Ученые КФУ уверены, что эта разработка станет основой для создания инновационных и эффективных альтернатив в области изучения гидратообразования, решая практические задачи энергетики и нефтегазовой отрасли.

Молодежная лаборатория гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов, руководителем которой является Михаил Варфоломеев, создана в рамках нацпроекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России.

Источник: Минобрнауки РФ