В КФУ выяснили, что касторовое масло позволяет увеличить срок хранения попутного нефтяного газа в твердом состоянии
Созданный сотрудниками НИЛ Гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета биопромотор на основе касторового масла позволяет стабилизировать гранулы гидратов попутного нефтяного газа на длительный срок.
«В нефтедобывающих регионах ежегодно сжигаются миллиарды кубометров попутного нефтяного газа – это и потери ценного сырья, и серьезная экологическая проблема. Транспортировать такой газ обычными способами по трубам, в сжиженном или сжатом виде – далеко не всегда возможно. Поэтому уже несколько десятилетий ученые во всем мире разрабатывают альтернативу – технологию хранения газа в виде газовых гидратов, – рассказывает ведущий научный сотрудник НИЛ Гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов ИГиНГТ Матвей Семенов. – Это твердые, похожие на снег или лед кристаллы, в которых молекулы газа «упакованы» в «клетки» из молекул воды. В одном объеме газового гидрата помещается до 160 объемов обычного метана. При этом в форме гидрата газ не взрывоопасен».
Для того чтобы газогидратная технология получила широкое распространение, необходимо, по словам М.Семенова, решить две главные проблемы: в твердое состояние газ должен переходить быстро и долгое время в нем находиться при соблюдении определенных температурных условий.
«Чтобы ускорить образование газогидратов, в воду добавляют поверхностно-активные вещества – промоторы. Десятилетиями для этой цели использовался SDS (додецилсульфат натрия) – обычный синтетический ПАВ. Он ускоряет процесс, но формирует рыхлые гранулы гидрата, из которых газ быстро улетучивается, причем при их «таянии» образуется много пены. SDS плохо разлагается в природе, – поясняет ученый. – Созданный в КФУ биопромотор на основе касторового масла для интенсификации процесса гидратообразования химически модифицировали за счет добавления карбоксильных и сульфонатных групп».
Сотрудники лаборатории провели комплексные эксперименты. Биопромотор использовался для «упаковки» в «снежные» пеллеты попутного нефтяного газа при давлениях от 5 до 9 МПа. Результаты этих экспериментов представлены в статье, опубликованной в журнале Energy Fuels.
«У биопромотора из касторового масла три преимущества, важных для промышленного применения. Первое – пеллеты хранятся дольше и теряют меньше газа. Второе – отсутствие пены сильно упрощает извлечение газа из гидрата: на крупном производстве стойкая пена – серьезная проблема. В-третьих, касторовое масло – возобновляемое сырье, биоразлагаемое и гораздо менее токсичное, чем SDS», – сообщил Матвей Семенов.
Он отметил, что у додецилсульфата натрия есть и преимущество – он образует гидрат за 20 минут, а биопромотор на основе касторового масла – за 100 минут в статических условиях.
«Хочу подчеркнуть, что при динамическом перемешивании биопромотор показывает конверсию 97 процентов, она выше, чем у SDS», – сказал научный сотрудник.
По словам лаборанта-исследователя НИЛ Гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов ИГиНГТ Улукбека Мирзакимова, экологичность – главное требование, которым руководствовались создатели промотора на основе касторки.
«Мы химически модифицировали касторовое масло так, чтобы оно приобрело свойства поверхностно-активного вещества.
Проведенные нами тесты на токсичность биопромотора свидетельствуют о том, что он примерно в пять раз менее токсичный, чем SDS, и при этом полностью биоразлагаемый. Он соответствует современным требованиям «зеленой» химии. Для России, где значительная часть добычи ведется в экологически уязвимых регионах, это особенно важно».
Автор: Лариса Бусиль, фото автора
