Информация может быть полезна при проектировании и разработке эффективных ингибиторов и промоторов газовых гидратов для обеспечения безопасной транспортировки и хранения газа. Она также позволит предотвращать возникновение экологических проблем мировой нефтепромышленности при освоении морских месторождений, в том числе Арктического региона.
Ученые приоритетного направления «Эконефть» Казанского федерального университета (КФУ) стали первыми, кто провел экспериментальное исследование и математическое моделирование для более глубокого понимания влияния мицеллообразования на процессы образования и разложения гидратов. Результаты исследования позволят рассматривать новые классы соединений для использования в процессах добычи и транспортировки углеводородного сырья. Результаты работы опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.
«Нами показано, что разработанные в Казанском федеральном университете ингибиторы на основе полиуретанов, несмотря на их свойства образовывать мицеллы и вести себя как поверхностно-активные вещества, ингибируют гидратообразование — это новая интересная находка», — сообщил руководитель приоритетного направления «Эконефть» Михаил Варфоломеев.
Гидраты — это кристаллические соединения, образующиеся при термообработке из воды и газа. Они могут резко снижать пропускную способность газо- и нефтепроводов.
В рамках научной работы исследователи изучили свойства разработанных ранее ингибиторов и обнаружили их уникальную особенность.
«Ранее считалось, что образование мицелл не позволит эффективно использовать разработанные нами ингибиторы. Однако наши исследования данную теорию опровергли и показали, что наличие поверхностно активных свойств и способность образовывать мицеллы может эффективно препятствовать процессу гидратообразования», — отмечает ученый.
По словам лаборанта-исследователя научно-исследовательской лаборатории «Реологические и термохимические исследования» Абдолрезы Фархадиана, никакого стимулирующего воздействия мицелл на образование гидрата метана во время эксперимента не наблюдалось.
«Результаты молекулярно-динамического моделирования подтверждают, что водорастворимые полиуретаны, как новый тип поверхностно-активных веществ, ингибируют образование газовых гидратов из-за своей более высокой протоноакцепторной способности к образованию водородной связи по сравнению с молекулами воды. Результаты показывают, что в зависимости от молекулярной структуры добавок их мицеллы могут оказывать ингибирующее действие на образование гидрата метана», — пояснил он.
Таким образом, ученым КФУ удалось предоставить новую информацию об образовании газовых гидратов в присутствии поверхностно-активных веществ.