Ученые университета совместно с исследователями из Технологического университета Цилу предложили новый ингибитор для борьбы с образованием газовых гидратов

Сотрудники кафедры физической и коллоидной химии Губкинского университета врамках международного сотрудничества с исследователями из Технологическогоуниверситета Цилу (Цзинань, Китай) предложили и подробно охарактеризовали мочевину(диамид угольной кислоты) как новый ингибитор гидратообразованиятермодинамического действия. Работа опубликована в высокорейтинговом журналеChemical Engineering Journal.

Со стороны Губкинского университета в работе приняли участие ведущий научныйсотрудник, доцент Антон Семенов; инженер, аспирант Раис Мендгазиев; старшийнаучный сотрудник Андрей Стопорев; аспирант Инхуа Гун, главный научный сотрудник,заведующий кафедрой физической и коллоидной химии Владимир Винокуров.

В нефтегазовой отрасли образование газовых гидратов в трубопроводах иоборудовании представляет собой серьезную проблему, поскольку частицы гидратовподвержены агломерации, образуя гидратные пробки, которые могут останавливатьтехнологические процессы и приводить к авариям и экономическим потерям. Основнойспособ предотвращения гидратообразования заключается во введении в потоктермодинамических ингибиторов, ключевыми представителями которых являютсяметанол, моноэтиленгликоль (МЭГ). Такие ингибиторы в водном растворе снижаюттермодинамическую активность воды, что обеспечивает сдвиг равновесных условийгидратообразования в область более низких температур и высоких давлений. Основнымнедостатком метанола является его высокая летучесть из-за низкой нормальнойтемпературы кипения, что приводит к значительной растворимости метанола в сжатыхуглеводородных газах и потерям при испарении. Кроме того, метанол и МЭГ обладаютотносительно высокой токсичностью и низкой биосовместимостью.

Вследствие этого в последние годы повышенное внимание уделяется изучениюболее экологически безопасных реагентов. Мочевина является крупномасштабнымпромышленным продуктом и широко используется в различных областях, в том числе вкачестве азотного удобрения, в производстве смол и полимеров, в системах очисткивыхлопных газов от оксидов азота, в производстве косметики. Из-за структурныхособенностей молекулы мочевина имеет высокую растворимость в воде. Она также играетважную роль в метаболизме азотсодержащих соединений у млекопитающих, поэтомуявляется более экологически чистым и биосовместимым реагентом, чем традиционныеингибиторы.

Авторами было установлено, что ингибирующая способность мочевины в два разауступает метанолу и близка к таковой для МЭГ. При этом мочевина является менеетоксичным соединением по сравнению со спиртами и обладает низкой летучестью.Предварительная экономическая оценка показала, что использование мочевины позволяетингибировать образование газовых гидратов с меньшими затратами по сравнению сгликолями. Таким образом, мочевину можно рассматривать как более безопасный дляокружающей среды и достаточно эффективный ингибитор газовых гидратов.