Изучение образования газовых гидратов на смачивающих твердую поверхность пленках воды и водных растворов

Название НИОКТР	Изучение образования газовых гидратов на смачивающих твердую поверхность пленках воды и водных растворов
Аннотация	Данный проект направлен на изучение образования газовых гидратов на смачивающих твердые поверхности пленках жидкости и развитие методов исследования таких пленок. Как известно, в присутствии паров воды или при контакте с жидкой водой поверхности твердых тел покрываются тонкими (от единиц до сотен нанометров) пленками жидкости. Эти пленки стабилизируются растворенными в воде веществами (ПАВ, полимеры и т.д.). Недавно было показано, что на таких пленках могут образовываться газовые гидраты, причем гидратообразование может "перескакивать" с пленки на границу контакта объемной жидкости и газа и наоборот. Известно, что в статических условиях (без перемешивания) рост газовых гидратов может происходить по двум механизмам. Это пленочный механизм, при котором гидрат вырастает в виде пленки на поверхности жидкости, после чего гидратообразование практически останавливается. При гидратообразовании из водных растворов ПАВ гидрат растет в виде рыхлой гидратной массы, выдавливающейся на стенки реактора. Эта масса обеспечивает капиллярный транспорт воды в зону гидратообразования, за счет чего достигаются значительные степени превращения воды в гидрат. Такой механизм называется капиллярным. Обнаруженное явление роста гидрата на смачивающих пленках воды позволяют по новому взглянуть на капиллярный механизм роста гидратов из растворов. Как минимум, можно констатировать, что существует две разновидности капиллярного механизма - в виде объемной рыхлой массы, и в виде роста гидрата на смачивающей пленке. Далее эта пленка служит "фитилем", обеспечивающим дальнейший рост гидрата. Разработка газогидратных технологий хранения газов и разделения газовых смесей в настоящее время является предметом как многочисленных научных исследований, так и опытно-конструкторских разработок. Очевидно, что эффективные процессы получения газовых гидратов являются необходимой составляющей таких технологий. Ускорение процесса гидратообразования в большинстве существующих методов достигается за счет интенсификации тепло- и массопереноса (использование реакторов с перемешиванием, барботирование газа и т.д.). Альтернативой этим методом является использование статических реакторов, где высокие степени превращения воды в гидрат достигаются при статическом контакте водных растворов и газа-гидратообразователя. Конструкция таких реакторов как правило включает наличие интенсифицирующих теплообмен наполнителей, и использование вместо воды водных растворов поверхностно-активных веществ. Последнее обеспечивает изменение морфологии роста гидрата от пленки на поверхности воды (со степенью превращения воды в гидрат порядка 5%) к рыхлой гидратной массе со степенью превращения воды в гидрат порядка 95%. Таким образом, предполагаемое в рамках данного проекта изучение влияния добавок ПАВ и других аналогично действующих добавок на гидратообразование является значимой и актуальной научно-технической задачей. Результаты могут позволить по-новому подойти к разработке новых способов масштабного (промышленного) получения гидратов в статических условиях из растворов ПАВ и других кинетических промоторов гидратообразования. С точки зрения фундаментальной науки несомненный интерес представляет развитие методов стимулирования протекания гетерогенных реакций, в том числе и с использованием методов модифицирования морфологии продуктов реакции. В рамках данного проекта предполагается изучить новый, обнаруженный только в последние годы (и практически не исследованный) механизм протекания реакций гидратообразования. Новизна поставленных задач обеспечивает их научную значимость и актуальность. Поскольку в рамках проекта предполагается исследовать явление, обнаруженное (вернее даже осознанное) в последние два года, научная новизна исследования сомнений не вызывает. Мы считаем, что реализация проекта может существенно изменить существующие представления о механизмах роста гидратов из растворов промоторов гидратообразования и создать новые подходы к созданию таких промоторов.
Доступ к ОКОГУ исполнителя	False
Количество связанных РИД	0
Количество завершенных ИКРБС	0
Сумма бюджета	21000.0
Дата начала	2025-05-28
Дата окончания	2027-12-31
Номер контракта	25-19-00092
Дата контракта	2025-05-28
Количество отчетов	1
УДК	544.4 544.47 544.342 544.45 544.454
Количество просмотров	3
Руководитель работы	Манаков Андрей Юрьевич
Руководитель организации	Брылев Константин Александрович
Исполнитель	ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИМ. А.В. НИКОЛАЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Заказчик	Российский научный фонд
Федеральная программа	—
Госпрограмма	—
Основание НИОКТР	Грант
Последний статус	2025-06-19 18:42:43 UTC, 2025-06-19 18:42:43 UTC
ОКПД	Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
Отраслевой сегмент	—
Минздрав	—
Межгосударственная целевая программа	—
Ключевые слова	водные растворы; газовые гидраты; смачивающие водные пленки; супергидрофильные поверхности
Соисполнители	—
Типы НИОКТР	Фундаментальное исследование
Приоритетные направления	—
Критические технологии	—
Рубрикатор	31.15.35 - Поверхностные явления. Адсорбция. Хроматография. Ионный обмен; 31.15.27 - Кинетика. Гомогенный катализ. Горение. Взрывы
OECD	—
OESR	Физическая химия; Коллоидная 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	—