Оценки, выполненные норвежскими, японскими и российскими учеными [1], показали, что гидратные технологии транспортировки и хранения природного газа являются наиболее экономически выгодными для шельфовых, средних и маломасштабных континентальных месторождений ПГ. Следует отметить, что исследования процесса образования/разложения гидратов требуют проведения экспериментов в лабораторных условиях с использованием оригинальной аппаратуры — камер-реакторов высокого давления различных конструкций и модификаций, а сами эксперименты являются трудоемкими, объемными и длительными во времени.
В связи с этим в данной работе рассматриваются и сравниваются качественные и количественные характеристики синтезированных ГПГ в дистиллированной воде и в 0,1 % растворе сульфонола в макро- (в стальных камерах-реакторах), а также в микрообъемах (в калориметрической ячейке ДСК-калориметра).
В работе использовались камеры-реакторы, выполненные из стали марки У8 (рис. 1). В качестве жидкой составляющей гидрата использованы: дистиллированная вода и 0,1 мас. % раствор сульфонола. Газ-гидратообразователь: природный газ Средневилюйского месторождения, в составе которого преобладает метан (табл. 1).
Установлено, что гидраты, синтезированные из дистиллированной воды и раствора сульфонола в статических условиях с одинаковыми начальным давлением 50 атм и временем синтеза 10 суток, с термическим режимом охлаждения от +6 до –5 оС с градиентом 1 оС в сутки имеют разный состав и газосодержание (α, см3 /г). Состав и газосодержание синтезированных гидратов были определены в результате их разложения и исследования газовой фазы хроматографическим методом. Данные, полученные при разложении гидратов ПГ, приведены в табл. 2 и 3. Хроматографический анализ состава газа, выделившегося из гидрата, синтезированного из раствора сульфонола, показал, что из ПГ и раствора ПАВ был образован гидрат метана (табл. 2), что коррелирует с данными работ [2] и [3].
Установлено, что удельное газосодержание образца гидрата, полученного из раствора ПАВ, в десять раз больше, чем у гидрата, синтезированного из дистиллированной воды (табл. 3). Показано, что степень связывания воды в гидрат в присутствии ПАВ составляет 72 % против 7,2 % для дистиллированной воды (табл. 3). Гидрат в дистиллированной воде образуется только на поверхности льда в виде вкрапления. В случае с ПАВ гидрат имеет белый цвет и гранулированную форму, фронт роста гидрата направлен вверх по всей стенке реактора в виде слоя толщиной до 10 мм.