Получение синтетических гидратов природного газа из льда в закрытых реакторах при термоциклировании
М.Е. Семенов, А.С. Портнягин, Е.Ю. Шиц
Показать больше
Институт проблем нефти и газа СО РАН
e-mail: [email protected], [email protected]
Поступила в редакцию 14.06.2017
УДК 66.011, 553.981.2
Аннотация. Способность концентрировать газ-гидратообразователь в твердую клатратную структуру и свойство самоконсервации газогидратов при отрицательных температурах (по Цельсию) положены в основу научно-технических направлений, связанных с созданием технологий хранения и транспортировки природного газа, а также утилизации попутного нефтяного газа. В настоящее время в отечественной литературе приведены только блок-схемы, на примере которых было показано, что гидратный способ хранения и транспортировки природного газа на территории России достаточно перспективен и может являться дополнением к существующим технологиям. Поэтому поиск более простого, энергосберегающего способа наработки газогидратов с целью создания альтернативной технологии хранения и транспортировки природного газа в виде гидрата является актуальным. В статье приведены результаты экспериментального изучения процесса накопления гидратов природного газа в реакторах закрытого типа из системы «лед–газ». Разрабатываемый способ предполагает получение гидратов природного газа в реакторе закрытого типа без перемешивания реагентов, а так же использование естественно-низких природных температур при термоциклировании указанной системы. В результате проведенных исследований обосновано использование термоциклирования как температурного режима для накопления гидратов природного газа в закрытых реакторах, получаемых из льда и природного газа. Установлено, что в процессе получения гидратов природного газа при отсутствии внешних динамических воздействий на реакционную систему в закрытых реакторах образуются гидраты в виде мелкодисперсного порошка белого цвета и крупнокускового гидрата, повторяющего форму используемых заготовок льда и нитевидных кристалловнаростов. Таким образом, подобранный режим термоциклирования системы «лед–природный газ» позволил получить газогидраты с высоким удельным газосодержанием. Синтетические гидраты природного газа, полученные из льда в закрытом реакторе, содержат, преимущественно, более тяжелые компоненты природного газа.
Ключевые слова: гидрат природного газа, закрытый реактор, лед, размер фракций льда, термоциклирование, удельное газосодержание.
Список литературы- Бык С.Ш. Газовые гидраты / С.Ш. Бык, Ю.Ф. Макогон, В.И. Фомин. М.: Химия, 1980. 296 с.
- Дядин Ю.А. Стехиометрия клатратов / Ю.А. Дядин, И.В. Бондарюк, Л.С. Аладко // Журнал структурной химии. 1995. Т. 36, №6. С. 1088–1141.
- Истомин В.А. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа
/ В.А. Истомин, В.Г. Квон. М.: ИРЦ Газпром, 2004. 506 с. - Якушев В.С. Природный газ и газовые гидраты в криолитозоне. М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2009. 192 с.
- Истомин В.А. Эффект самоконсервации газовых гидратов / В.А. Истомин, В.С. Якушев, Н.А. Махонина, В.Г. Квон, Е.М. Чувилин // Газовая промышленность. Спецвыпуск «Газовые гидраты». 2006. С. 36–46.
- Stern L.A. Anomalous preservation of pure methane hydrate at 1 atm / L.A. Stern, S.Circone,
S.H. Kirby, W.B. Durham // J. Phys. Chem. B. 2001. V. 105. P. 1756–1762. - Gudmundsson J. Hydrate non-pipeline technology / М. Mork, О. Graff // Proc. of 4 Int. conf. on gas hydrates. Japan, 19–23 May 2002. P. 997– 1002.
- Takahashi M. Development of natural gas hydrate (NGH) pellet production system by bench scale unit for transportation and storage of NGH pellet / M. Takahashi, H. Moriya, Y. Katoh, T. Iwasaki / Proc. of 6th Int. conf. on gas hydrates, Canada, 6–10 July 2008. Электр. ICGH-08/pdf/1250.pdf. 9 p.
- Watanabe S. Demonstration project of NGH land transportation system / S. Watanabe, S. Takahashi, H. Mizubayashi, S. Murata, H. Murakami / Proc. of 6th Int. conf. on gas hydrates, Canada, 6–10 July 2008. Электр. ICGH08/pdf/680.pdf. 8 p.
- Якушев В.С. Современное состояние газогидратных технологий / В.Г. Квон, Ю.А. Герасимов, В.А. Истомин // Обзорная информация. М.: ИРЦ Газпром, 2008. 88 с.
- Якушев B.C. Гидратные технологии для газификации регионов России / B.C. Якушев, В.Г. Квон, С.И. Долгаев, С.Е. Поденок, В.А. Истомин // Газовая промышленность. Спецвыпуск
№640. 2009. С. 75–79. - Sloan E.D. Clathrate hydrates of natural gases / E.D. Sloan, C.A. Koh // CRC Press, 2008. 720 p.
- Семенов М.Е., Шиц Е.Ю. Влияние фазового состояния и состава одного из компонентов на морфологию синтетических гидратов природного газа // Межд. научно-иссл. журнал. 2015. № 7-1 (38). С. 96–101.
- Stern L.A. Peculiarities of methane clathrate hydrate formation and solid-state deformation, including possible superheating of water ice // Science. 1996. V.273, No. 5283. P. 1843–1848.