Новые реагенты для предотвращения замерзания газовых труб придумали ученые из Перми
Решение может облегчить разработку месторождений в Арктике
Ученые «Пермского национального исследовательского политехнического университета» (ПНИПУ) вместе с международными коллегами нашли решение, которое позволить предотвратить замерзание труб в условиях Крайнего Севера. Новые реагенты оказались в два раза эффективнее традиционных аналогов.
Как сообщает пресс-служба ПНИПУ, в Арктике сосредоточено более 80% российской добычи, и разработка месторождений стратегического «кислого» газа (с сероводородом) осложнена риском образования ледяных пробок (гидратов) в трубах. Однако существующие методы борьбы с ними недостаточно эффективны: стандартные ингибиторы теряют силу, а альтернативы — чрезмерно дороги или технически невозможны.
Решение предложили ученые Пермского Политеха совместно с международной командой исследователей. 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. Исследователи 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» ПНИПУ Дмитрий Мартюшев.
Ученые проверили эффективность реагентов. Как показало исследование, PQ-7 увеличил время образование ледяных пробок более чем на 24 часа, PQ-10 –на 23,8 часа, а аналог – до 12 часов. Без ингибиторов гидраты начинали расти через четыре часа.
Таким образом, PQ-7 превосходит аналог по всем ключевым параметрам: эффективнее в два раза, устойчивее к переохлаждению на 53% и экономичнее в пять раз по расходу реагента. PQ-10 также дает хороший результат, но требует более высокой дозы, как и промышленный стандарт.