Химики из России сделали газогидратную очистку природного газа от углекислоты и других примесей более экологичной и дешевой. Описание работы опубликовал научный журнал Fluid Phase Equilibria, кратко об этом пишет пресс-служба РХТУ им. Менделеева.
«Мы показали, что использование тетрагидрофурана позволяет значительно снизить высокие затраты на сжатие газа. Поскольку его производство в России хорошо отработано, а цена сопоставима с другими растворителями, мы считаем, что использование тетрагидрофурана в составе жидкости для газогидратной кристаллизации полностью обосновано», – рассказал один из авторов работы, профессор РХТУ Илья Воротынцев.
В природном газе содержится не только метан, но и этан и некоторые другие углеводороды, а также другие примеси, в том числе гелий, углекислый газ, азот, пары воды и сероводород. Многие из них достаточно ценны, а другие негативно влияют на свойства топлива. Из-за этого перед отправкой потребителю газ очищают, пишет ТАСС.
Несколько лет назад химики предложили использовать для этого набор химических реакций и физических процессов, в результате которых образуются так называемые газовые гидраты – твердые соединения воды и метана. Это позволяет достаточно просто отделить метан от других компонентов природного газа, однако для образования газовых гидратов необходимы высокие давления и низкие температуры, что повышает себестоимость процедуры очистки и пока не позволяет применять ее в широкой практике.
Воротынцев и его коллеги выяснили, как можно значительно удешевить эту процедуру, а также сделать ее более экологичной. Они совершили это открытие во время наблюдений за тем, как различные дешевые присадки влияют на давление, при которой смесь из воды, метана и углекислого газа начинает спонтанно превращаться в газовые гидраты.
Ученые выяснили, что этот показатель можно уменьшить примерно в десять раз при использовании комбинации из двух относительно дешевых и широко применяемых соединений – растворителя тетрагидрофурана и лаурилсульфата натрия – пенообразующего компонента шампуней, зубных паст и моющих средств. Добавление небольших количеств и того, и другого соединения снижало давление, при которых образовались кристаллы газовых гидратов, с отметки в 100 до примерно 10 атмосфер.
Другое преимущество этих соединений состоит в том, что в процессе образования соединений метана и воды, а также в ходе последующей обработки газовых гидратов они не разрушаются. Это позволяет использовать их практически бесконечно долго, что повышает экологичность производства и снижает его себестоимость.
По оценкам разработчиков, их методика позволяет удалить из смеси до 95% углекислого газа. В будущем, как надеются ученые, им удастся улучшить этот показатель, в том числе за счет создания детальных компьютерных моделей, позволяющих точно просчитать то, что происходит с молекулами разных веществ при образовании газовых гидратов. Подобные улучшения сделают эту технологию коммерчески выгодной для промышленников, подытожили ученые.
