1.10. Стенд для экспресс-исследования гидратов природного газа и углекислоты

Гидраты, или газовые клатраты, представляют собой подобные льду соединения, в которых молекулы газа внедрены в каркас из молекул воды. По данным Геологической службы США за 1999 г. в мировом океане находится огромный запас природных газогидратов, который в эквиваленте составляет по порядку величины 1018-1019 м3 метана.

Газогидратные технологии по сравнению с существующими, представляют возможность с большей энергоэффективностью транспортировать природный газ, разделять смеси газов и жидкостей, сжимать газы до высоких давлений, концентрировать водные растворы, производить и аккумулировать холод, утилизировать и хранить СО2. Их изучение также важно для решения задач разработки залежей метановых газогидратов, в частности, в акватории Черного моря.

С целью исследования процессов образования и диссоциации гидратов углеводородных соединений, входящих в состав природного газа в Институте газа НАН Украины был создан гидратный стенд на базе гигрометра ТОРОС-3-2 ВИЗ собственной разработки, апробирован экспресс-метод определения термодинамических и кинетических параметров процесса преобразования гидратов.

Прибор позволяет проводить исследования при рабочем давлении до 25.0 МПа в различных газах в диапазоне температур от -65 до + 20 °С с основной абсолютной погрешностью ± 0,5 °С. Для фиксации гидратной состояния (твердой фазы) реактор предварительно охлаждают до -40 °С твердой углекислотой. Организовано холодильный цикл, дренаж газа и жидкости, оптическое наблюдение, фото- и видео фиксация.

Экспресс-методом были получены как гидраты природного газа, так и гидраты углекислоты. На основании данных кривых изменения температуры построены Р-Т кривые образования гидратов природного газа и диоксида углерода. Также проведена серия успешных экспериментов по замещению метана углекислотой.

Положительными результатами экспериментальных исследований экспресс методом процесса замещения в газогидратах метана углекислотой подтверждена возможность использования такой технологии для условий разработки газогидратных залежей в Черном море. В течение ближайших лет планируется создание инновационного опытно-промышленного оборудования для перевода газа в гидратный состояние, его транспортировки и регазификации.