«Идеальная» подложка для мембран в 9 раз сократит энергозатраты на очистку природного газа

Ученые создали «идеальную» подложку для мембран, которые используются для очистки природного газа от тяжелых углеводородов. Такие молекулы нужно удалять, поскольку они могут конденсироваться в трубопроводе, что будет негативно сказываться на его работе. Новая подложка из полисульфона обладает идеальным сопротивлением, то есть практически не препятствует транспорту газа через газоразделительную мембрану. Это поможет более чем в 9 раз сократить энергетические затраты на разделение природного газа и повысит скорость его очистки более чем в два раза.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Separation and Purification Technology.

Природный газ — один из основных сырьевых ресурсов в энергетике и крупнотоннажной химии. В недрах Земли есть так называемые «тяжелые» углеводороды, то есть те, которые содержат более трех атомов углерода в цепочке. В связи с тем, что газ добывают из все более глубоких месторождений — более километра вглубь, — в нем увеличивается количество «тяжелых» углеводородов. При этом доля таких соединений не должна превышать 1,5%, иначе газ под большим давлением может конденсироваться в трубопроводе и тем самым ухудшать его работу. Однако в добытом газе может быть до 35% тяжелых углеводородов. Уменьшить их содержание в природном газе можно с помощью газоразделительных мембранных установок на основе силоксановых каучуков — кремнийсодержащих полимеров.

Мембраны в составе таких установок состоят из плотного разделяющего слоя и пористой подложки. Разделение через селективный слой происходит благодаря разной проницаемости компонентов природного газа. То есть нежелательные компоненты газовой смеси, например тяжелые углеводороды, проходят через мембранный газоразделительный слой в десятки раз быстрее по сравнению с метаном, основным горючим элементом для топлива.

После разделяющего слоя смесь метана с тяжелыми углеводородами проходит через пористую подложку, которая в идеале не должна создавать препятствий движению газа. Это необходимо для быстрого отвода прошедших через селективный слой углеводородов и увеличения скорости очистки природного газа. Очищенный от тяжелых углеводородов метан далее транспортируется через трубопровод на продажу. Раньше считалось, что у подложки есть только механическая функция поддержки разделительного слоя, но на самом деле эффективность газоразделительной мембраны также во многом зависит и от производительности подложки.

Ученые из Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН (Москва) разработали подложку из полисульфона — серосодержащего полимера — для газоразделительной мембраны, которая обладает низким сопротивлением транспорту газа.

Подробнее
Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

Научная Россия