Российские химики создали самый эффективный метод очистки природного газа | Популярный Университет

Российские химики создали самый эффективный метод очистки природного газа

Российские химики создали самый эффективный метод очистки природного газа

Российские химики создали новый метод очистки природного газа от примесей сероводорода (H2S) и углекислого газа (CO2), которые негативно влияют на теплотворную способность, вызывают коррозию трубопровода и создают другие эксплуатационные проблемы. С его помощью можно получать высокочистый метан с концентрацией до 99.998 %. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Separation and Purification Technology.

Основной компонент в составе природного газа — это метан, повсеместно используемый как в промышленности, так и в бытовых целях. Но помимо него в природном газе содержатся примеси кислых газов, такие как CO2 и H2S, которые снижают теплотворную способность, провоцируют образование газовых гидратов и коррозию трубопроводов, а также создают другие проблемы при эксплуатации. Поэтому природный газ необходимо очищать от кислых газов еще до подачи в трубопровод. Кроме того, помимо метана так можно получать еще и сырье для химической промышленности, к примеру почти 90 % мирового производства серы приходится на обработку H2S, выделенного из природного газа.

В промышленности для очистки природного газа от кислых газов чаще всего используют растворы аминов. При этом в процессе очистки их нагревают и охлаждают, используя сложную установку из множества модулей. Поэтому эта технология достаточно дорогая и сейчас ищут альтернативные способы очистки природного газа — например, с применением различных мембранных технологий.

Российские ученые из РХТУ им. Д.И. Менделеева, НГТУ им. Р.Е. Алексеева и ННГУ им. Н.И. Лобачевского пошли дальше и предложили совместить мембранный подход с использованием высокоэффективных абсорбентов. Суть их метода в следующем: в одном аппарате создаются две полости, разделенные мембраной, сверху на которую нанесён абсорбент из смеси индазолида тригексилтетрадецилфосфония и аминов. В полость над мембраной подается неочищенный природный газ — он пропускается через абсорбент, который почти беспрепятственно пропускает молекулы CH4, но задерживает H2S и CO2. В результате на выходе из абсорбента получается чистый CH4 (чистота до 99.998 объемных %), который по отдельному каналу выводят из надмембранной  полости, а внутри абсорбента остаются H2S и CO2, которые отводятся в полость под мембраной за счет разницы давления: в полости над мембраной оно выше, чем в полости под мембраной. Поэтому молекулы кислых газов под действием перепада давления диффундируют из абсорбента в мембрану, и уже через нее уходят в нижнюю полость и удаляются из системы.


Принципиальная схема работы метода . Исходное изображение: Separation and Purification Technology/Elsevier

Таким образом, совместное использование мембраны и нового абсорбента позволило значительно повысить чистоту получаемого газа эффективность процесса По сравнению же с промышленными методами очистки природного газа аминами, новый подход не только экономичнее, но и экологичнее: аминовые абсорбенты постепенно загрязняются и подлежат утилизации, а в методе российских химиков абсорбент на основе ионной жидкости непрерывно очищается за счет диффузии газов через мембрану под действием перепада давления.

В дальнейшем исследователи планируют провести аналогичные эксперименты для тройных смесей газов. Для этого им потребуется установка для проточного масс-спектрометрического анализа составов, которую они одновременно строят и в своей лаборатории, и в лаборатории нобелевского лауреата Константина Новосёлова в Сингапурском Университете.

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: