Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0233

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0233
Тематическое направление
Рациональное природопользование
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М.Губкина"
Название доклада
Разработка комбинированных ингибиторов для борьбы с образованием техногенных газовых гидратов.
Докладчик
Семенов Антон Павлович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Цель исследования: разработка научно-технического задела для получения комбинированных ингибиторов способных предотвращать процессы образования техногенных газовых гидратов при отрицательных температурах и высоких значениях степени переохлаждения, а также технологических основ применения разрабатываемых ингибиторов.
Задачи исследования: 1) разработка способов получения комбинированных ингибиторов гидратообразования на основе бинарных и тройных композиций, содержащих кинетический ингибитор гидратообразования (КИГ), термодинамический ингибитор гидратообразования (ТИГ) и поверхностно-активное вещество; 2) характеризация полученных композиций с помощью современных методов исследования; 3) испытания полученных композиций в соответствии с предполагаемым назначением. Существенным недостатком ТИГ являются их высокие рабочие концентрации, доходящие до 60 % мас., из-за чего применение ТИГ может быть сопряжено с высокими затратами и экологическими проблемами (транспортировка, регенерация).
Актуальность и новизна исследования
Природный газ, нефть и газовый конденсат содержат компоненты (углеводороды С1-С4, СО2, Н2S), которые в присутствии воды и при определенных термобарических условиях способны образовывать соединения включения – газовые гидраты.
Одним из традиционных способов решения проблемы образования техногенных газовых гидратов является использование термодинамических ингибиторов гидратообразования (ТИГ) (метанол,этиленгликоль, водорастворимые соли-электролиты). Существенным недостатком ТИГ являются их высокие рабочие концентрации, доходящие до 60 % мас., из-за чего применение ТИГ может быть сопряжено с высокими затратами и экологическими проблемами (транспортировка, регенерация).
Кинетические ингибиторы гидратообразования (КИГ), представляющие собой, водорастворимые полимеры, которые
находясь в водной фазе замедляют процессы нуклеации и кристаллизации газовых гидратов, являются альтернативой традиционно используемым ТИГ. Рабочие концентрации КИГ при использовании на 2 порядка меньше чем у ТИГ и составляют 0,1
– 2 % мас. В то же самое время КИГ не являются универсальным решением проблемы, т.к. обладают рядом недостатков.
Представляет значительный практический интерес разработка комбинированных ингибиторов, способных ингибировать образование
газовых гидратов при T < 0 ºС и высоких значениях степени переохлаждения. Такие антигидратные композиции могут представлять собой смесь КИГ и ТИГ. В состав смеси также могут входить синергетические добавки на основе поверхностно-активных веществ.
Описание исследования

В результате выполнения проекта будет разработан регламент получения комбинированных ингибиторов гидратообразования на основе бинарных и тройных композиций, содержащих кинетический ингибитор, термодинамический ингибитор и поверхностно-активное вещество. Использование таких комбинированных составов позволяет повысить достоинства указанных классов ингибиторов и, как следствие, повысить эффективность ингибирования гидратообразования. С одной стороны использование комбинированных ингибиторов позволяет значительно снизить расход термодинамического ингибитора гидратообразования не менее чем 2 раза, что позволяет существенно снизить затраты на транспорт и хранение значительных объемов термодинамических ингибиторов, что является особенно важным в случае нефтегазовых месторождений удаленных от транспортной инфраструктуры. С другой, комбинированные ингибиторы могут быть использованы для предотвращения образования газовых гидратов в технологических процессах при температуре < 0 °C благодаря тому, что входящий в состав термодинамический ингибитор одновременно является антифризным веществом и поэтому значительно понижает температуру кристаллизации льда. Предотвращение образования льда наряду с ингибированием гидратообразования является обязательным условием, ограничивающим спектр используемых ингибиторов в условиях пониженных температур. Использование кинетического ингибитора, без применения других компонентов, не эффективно при температурах < 0 °C, так как вследствие низких рабочих концентраций последний не обеспечивает существенной депрессии температуры кристаллизации льда. Варьирование в составе композиции концентрации компонентов позволяет подобрать состав с заданной температурой кристаллизации льда, плотностью, вязкостью и другими свойствами. Наличие в составе поверхностно-активного вещества (смеси ПАВ) или олигомерного соединения в качестве синергетической добавки предопределяет повышение ингибирующих свойств композиции и позволяет снизить концентрацию и, следовательно, расход полимерного КИГ. Кроме того, наличие в составе поверхностно-активных соединений (четвертичные аммониевые соли, эфиры моно-, ди- и триэтиленгликоля, оксиэтилированные и оксипропилированные жирные спирты, сополимеры этиленоксида и пропиленоксида) придает комбинированному ингибитору анти-агломерантные свойства. Полученные комбинированные ингибиторы гидратообразования будут охарактеризованы с применением современных методов исследования (изотермический автоклавный метод изучения гидратообразования, автоклавный метод охлаждения с постоянной скоростью 1 – 2 °С/ч, газо-жидкостная хроматография, тензиометрия, дифференциальная сканирующая калориметрия, и другие физико-химические методы исследования), что обеспечит возможность коммерциализации полученных комбинированных ингибиторов и/или способов их получения.

Результаты исследования

1. Проведен аналитический обзор в области получения и применения комбинированных ингибиторов гидратообразования, использовано свыше 70 источников за 2012 – 2016 гг.;

2. Проводятся патентные исследования в области получения и применения комбинированных ингибиторов гидратообразования.

3. Обоснован выбор направления исследований;

4. Проводятся теоретические исследования процессов образования газовых гидратов в системах, содержащих ингибиторы гидратообразования и поверхностно-активные вещества;

5. Проводится разработка рецептур комбинированных ингибиторов гидратообразования на основе композиций кинетического ингибитора и олигомерных этиленгликолей;

6. Индустриальным партнером проводится работа по исследованию физико-химических свойств композиций поверхностно-активных веществ.

Практическая значимость исследования
Практическая значимость проекта заключается в создании новых антигидратных композиций, которые могут быть использованы для предотвращения образования техногенных газовых гидратов первой и второй структуры в технологических процессах при температуре < 0 °C и высоких значениях степени переохлаждения. Использование предлагаемых композиций будет способствовать уменьшению отрицательного техногенного воздействия на окружающую среду, снижению материалоёмкости и повышению энергоэффективности при добыче и транспортировке углеводородного сырья за счет значительно сокращения объемов ингибиторов, используемых в технологических процессах.
Постер

Poster_0233_RP.ppt