Физико-химические основы применения низкомолекулярных амфифильных соединений для контроля образования газовых гидратов

Название НИОКТР	Физико-химические основы применения низкомолекулярных амфифильных соединений для контроля образования газовых гидратов
Аннотация	Представленный проект направлен на разработку решений, которые позволят обеспечить безопасную добычу нефти и газа, а также эффективные хранение и транспортировку энергоресурсов в условиях холодного климата. В основе работы лежит изучение фазовых переходов в системах с образованием газовых гидратов и возможность управления процессами образования и разложения гидратов как для предупреждения гидратообразования при добыче нефти и газа, так и для ускорения нуклеации и роста гидратов с целью связывания газа за счет применения низкомолекулярных амфифильных соединений (структура соединений данного типа включает полярные и неполярные группы). Простейшими амфифилами являются низшие спирты. Отсутствие рекомендаций и подходов к предотвращению/контролю гидратоообразования в зависимости от состава пластовых флюидов и термобарических условий приводит к остановкам добычи и аварийным ситуациям. Более того, значительное понижение температуры окружающей среды в условиях северных и арктических регионов создает необходимость поиска более эффективных антигидратных реагентов. Дело в том, что малодозовые кинетические ингибиторы в условиях кристаллизации льда становятся неэффективными, в то время как традиционные ингибиторы (метанол, гликоли) одновременно понижают температуру кристаллизации льда. Тем не менее, повышение их дозировок не обосновано с экономической и экологической точки зрения. Решением здесь может быть применение композиций традиционных ингибиторов, которые в смесях с водой образуют тройные эвтектические смеси и более эффективно снижают температуру кристаллизации льда и газовых гидратов. С другой стороны, газовые гидраты могут оказаться полезными за счет способности концентрировать газ и, тем самым, запасать большое количество энергии. Однако низкая скорость роста гидратов существенно ограничивает их широкое применение. Перспективным способом увеличения скорости образования газовых гидратов и степени превращения воды в гидрат являются применение гидротропов, которые могут выступать в роли переносчиков нерастворимых в воде соединений, например, промоторов термодинамического типа (циклопентан). Другим их применением может быть повышение растворимости в водной фазе веществ, влияющих на нуклеацию гидратов (в том числе простейших представителей ароматических соединений, например, толуола). Систематизация знаний по физико-химическому поведению таких систем позволит разработать добавки для всестороннего управления процессом образования гидратов (их термодинамической стабильностью, нуклеацией, ростом и агломерацией их кристаллов). Повышение растворимости углеводородов в водной фазе за счет наличия гидротропа интенсифицирует массоперенос, что приведет к ускорению роста гидратов, а повышение их стабильности (за счет промоторов термодинамического типа) повысит привлекательность сценария длительного хранения газа в гидратной форме. Разрабатываемые реагенты комплексного действия позволят уменьшить расход ингибитора гидратообразования на практике (за счет более высокой антигидратной активности), тем самым сокращая затраты на поддержание безгидратных режимов при добыче углеводородного сырья. Замена токсичного метанола (традиционный ингибитор) на более безопасные смеси с гликолями позволит также снизить экологическую нагрузку на окружающую среду. Таким образом, данные, полученные в области физической химии газовых гидратов, станут базисом для разработки и внедрения технологий для хранения/транспортировки энергии и предотвращения аварий в нефтегазовой отрасли в суровых климатических условиях, что во многом может определить вектор освоения углеводородных ресурсов Арктики. Разработка физико-химической модели при этом позволит проводить научно-обоснованный подбор ингибитора гидратообразования с учетом климатических и экологических особенностей данного региона.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	21000.0
Дата начала	2025-05-29
Дата окончания	2027-12-31
Номер контракта	25-19-00284
Дата контракта	2025-05-29
Количество отчетов	3
УДК	544.33 544.34
Количество просмотров	6
Руководитель работы	Семенов Антон Павлович
Руководитель организации	Калашников Павел Кириллович
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА"
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	Отсутствует
Госпрограмма	—
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-07-17 10:05:25 UTC, 2025-07-17 10:05:25 UTC
ОКПД	Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области химических наук
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	водные растворы; фазовые переходы; газовые гидраты, метан; фазовые равновесия, фазовые диаграммы; термодинамические ингибиторы гидратообразования, термодинамические промоторы гидратообразования; кинетические ингибиторы гидратообразования, кинетические промоторы гидратообразования; низкомолекулярные амфифилы, гидротропы; гидротропы, растворимость; синергетический эффект; морфология кристаллов
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	31.15.25 - Химическая термодинамика. Термохимия. Равновесия. Физико-химический анализ, фазовые переходы
OECD	—
OESR	Физическая химия
Приоритеты научно-технического развития	б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения;
Регистрационные номера	ikrbs: {'card_list': [{'id': '38SYHQWIES5H4221W59B67XR'}]}