Ученые Пермского Политеха совместно с международными коллегами разработали прорывную технологию, которая позволит безопасно добывать стратегически важный «кислый» газ в суровых условиях Арктики. Основной проблемой при разработке таких месторождений является образование ледяных пробок, или гидратов, внутри труб, которые могут полностью заблокировать магистраль за считанные минуты. Особенно остро этот риск стоит на севере, где сосредоточено более 80% российской газодобычи.
Как сообщает портал «Научная Россия», существующие методы борьбы с гидратами оказались недостаточно эффективными. Стандартные ингибиторы теряют свою силу при контакте с агрессивным сероводородом, содержащимся в «кислом» газе. Альтернативные способы, такие как термоизоляция или осушка, часто невозможны технически или стоят чрезмерно дорого, особенно для протяженных трубопроводов на морском дне.
Решение нашлось в использовании нового класса соединений — поликватерниумов (PQ), которые ранее широко применялись в косметической промышленности, например, в шампунях. Исследователи синтезировали два новых реагента: PQ-7 и PQ-10. Первый создан на синтетической основе и работает как «магнитные крючки», мгновенно блокируя рост кристаллов льда. Второй, на базе природной целлюлозы, создает физический барьер, мешая воде и газу соединяться.
Лабораторные испытания на экспериментальном стенде показали впечатляющие результаты. Без защиты гидраты начинали расти уже через 4 часа, тогда как новый реагент PQ-7 увеличил это время более чем до 24 часов. Он оказался в 2 раза эффективнее традиционных аналогов, устойчивее к переохлаждению на 53% и в 5 раз экономичнее по расходу. Важно, что новые соединения сохраняют работоспособность даже при очень низких температурах, когда коммерческие составы уже перестают действовать.
Дополнительным преимуществом разработки стало низкое пенообразование, что решает еще одну серьезную проблему эксплуатации оборудования. Компьютерное моделирование подтвердило высокую эффективность новых веществ, детально раскрыв механизм их действия на молекулярном уровне. Теперь у российской газовой отрасли есть готовое технологическое решение для безопасной работы в самых сложных климатических условиях.