Созданы новые реагенты для добычи стратегического "кислого" газа в Арктике
ПЕРМЬ, 28 января. /ТАСС/. Реагенты на основе нового класса соединений создали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) совместно с международными коллегами. Использование новых реагентов позволит избежать образования ледяных пробок (гидратов) в трубах при разработке месторождений стратегического "кислого" газа в Арктике, где сосредоточено более 80% российской добычи, рассказали ТАСС в пресс-службе ПНИПУ.
"В отличие от обычного (метанового), который сразу идет на заправки и в дома, "кислый" газ содержит большое количество агрессивного сероводорода и требует специальной очистки. Разработка подобных месторождений связана с технологическим риском - образованием газовых гидратов. Эти ледяные пробки, растущие внутри труб, - угроза для всей газовой отрасли, но именно в среде "кислого" топлива они формируются намного быстрее и агрессивнее. Ученые Пермского политеха совместно с международной командой исследователей предложили решение. Они синтезировали два новых ингибитора, взяв за основу ранее не применявшийся для этой цели класс соединений - поликватерниумы (PQ). Это позволило в несколько раз повысить эффективность защиты трубопроводов от образования газовых гидратов по сравнению с аналогами", - рассказали в вузе.
Как пояснили исследователи, поликватерниумы - это полимеры, известные своей высокой способностью взаимодействовать с водой и поверхностями, благодаря чему они давно и широко используются в производстве косметики, например, в качестве кондиционирующих добавок в шампунях. Так ученые создали два новых вещества этого класса с разной структурой: PQ-7 и PQ-10.
"Первое (PQ-7) сделано на синтетической основе полиакриламида с добавлением пирролидиниевых и аммониевых групп. Эти молекулы сравнительно небольшие, что позволяет им быстро перемещаться. Особые химические группы в их составе работают как магнитные крючки, которые мгновенно хватаются за растущие кристаллы льда и не дают им собираться. Второе (PQ-10) построено на крупных молекулах природного происхождения - это модифицированная целлюлоза с аммониевыми и гидроксипропильными группами. Их задача - создать в воде структурный барьер, который физически мешает частицам воды и газа сблизиться и образовать кристалл", - рассказал профессор кафедры "Нефтегазовые технологии", доктор технических наук Дмитрий Мартюшев.
Экспериментальное подтверждение
На экспериментальном стенде ученые воссоздали работу реального газопровода. В реактор подавали модельный "кислый" газ и растворы ингибиторов разной концентрации, измеряли время до начала образования гидратов, температуру кристаллизации и степень переохлаждения. Эффективность PQ-7 и PQ-10 сравнивали друг с другом, с коммерческим PVCap и с системой без защиты.
По словам Мартюшева, без ингибиторов гидраты начинали расти через 4 часа. Аналог увеличил это время до 12 часов, а новый PQ-7 - более чем до 24 часов. "PQ-10 также показал высокую эффективность (23,8 часа), однако для этого ему потребовалась концентрация 0,5% - такая же высокая, как и у стандартного PVCap. В то же время наш первый реагент сохранял максимальную эффективность уже при концентрации 0,1% и позволял системе безопасно охлаждаться до плюс 1,8 градусов", - отметил исследователь, добавив, что преимуществом новых соединений стало также низкое пенообразование.
Так PQ-7 оказался эффективнее коммерческого аналога в 2 раза, устойчивее к переохлаждению на 53% и экономичнее в 5 раз по расходу реагента. PQ-10 также дает хороший результат, однако требует более высокой дозы, как и промышленный стандарт.
Как отметили в Пермском вузе, разработка ученых представляет собой готовое технологическое решение, способное обеспечить безопасность и бесперебойность добычи и транспортировки газа в самых сложных условиях Арктики и на морском шельфе.