Освоение месторождений так называемого «кислого» газа в Арктике остается одной из самых технологически сложных задач для газовой отрасли. При низких температурах и высоком давлении в трубопроводах быстро формируются газовые гидраты — ледяные образования, которые способны за считаные часы полностью перекрыть поток топлива. Ученые Пермского Политеха совместно с зарубежными коллегами предложили новое решение этой проблемы, разработав ингибиторы на основе поликватерниумов. Как сообщили «Газете.Ru» в пресс-службе ПНИПУ, по эффективности такие соединения вдвое превосходят применяемые сегодня реагенты.
«Кислый» газ отличается высоким содержанием сероводорода и требует сложной и дорогостоящей переработки. При этом его запасы оцениваются как колоссальные: до трети мировых ресурсов приходится на Россию, а свыше 80 процентов добычи сосредоточено на арктических месторождениях. Надежная защита трубопроводов от гидратных пробок в этих условиях становится критически важной.
В настоящее время для борьбы с гидратообразованием применяются ингибиторы на основе поливинилкапролактама, или PVCap. Они способны замедлять рост кристаллов, однако эффективно работают лишь с «чистым» газом. Новые реагенты PQ-7 и PQ-10 созданы на базе поликватерниумов — полимеров, которые хорошо взаимодействуют с водой и различными поверхностями и ранее использовались, в частности, в косметической промышленности. В нефтегазовой отрасли такие соединения применены впервые.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ Дмитрий Мартюшев пояснил, что PQ-7 представляет собой молекулы на основе полиакриламида, которые присоединяются к растущим кристаллам гидратов и мешают им объединяться. PQ-10, в свою очередь, является модифицированной целлюлозой с крупной структурой, формирующей физический барьер для кристаллизации.
Испытания проводились на лабораторной установке, имитирующей условия газопровода при давлении более 100 атмосфер и температуре около плюс одного градуса. Без ингибиторов гидраты появлялись уже через четыре часа. Использование PVCap увеличивало этот срок до 12 часов, тогда как PQ-7 позволял предотвратить образование пробок более чем на сутки. При этом новый реагент был эффективен уже при концентрации 0,1 процента, что в пять раз ниже промышленного стандарта, и сохранял работоспособность при охлаждении до плюс двух градусов. Также было зафиксировано снижение пенообразования.
Компьютерное моделирование подтвердило полученные результаты, показав, что новые ингибиторы разрушают структуру зарождающихся ледяных кристаллов и препятствуют формированию гидратных пробок. Разработка представляет собой готовое технологическое решение, способное повысить надежность добычи и транспортировки «кислого» газа в Арктике и на морском шельфе, что имеет важное значение для энергетической безопасности России.
