Краткий обзор современных российских исследований в 2015-2020 гг

E.Yu. Shitz, PhD in Engineering, Associate Professor, Scientific Research Institute «Federal Research Centre for Projects Evaluation and Consulting Services» (Irkutsk, the Russian Federation), [e-mail] V.V. Koryakina, Federal Research Centre «Yakut Scientific Centre SB RAS», Institute of Oil and Gas Problems of the Siberian Branch of the RAS (Yakutsk, the Russian Federation), [e-mail] M.A. Varfolomeev, PhD in Chemistry, Kazan Federal University (Kazan, the Russian Federation), [e-mail] A.V. Zamriy, Interdisciplinary Expert and Analytical Center of the Union of Oil & Gas Producers of Russia [Mezhotraslevoj ekspertno-analiticheskij centr Soyuza Neftegazopromyshlennikov Rossii] (Moscow, the Russian Federation), [e-mail] Gas hydrates: A brief review of modern Russian studies in 2015–2020th. The review summarizes experimental and theoretical studies by Russian scientists in gas hydrate research area. The main attention is paid to investigation of kinetics and thermodynamics of formation, growth and decomposition of gas hydrates, their properties and structure. The issues of natural gas hydrates reserves assessing, gases separation and storage using hydrate technologies, as well as related environmental problems are considered. The experimental studies of inhibiting hydrate formation are shown to be of high practical importance. Nowdays, in the Russian Federation the most relevant areas are the studies of hydrate formation in dispersed media and pore space, the elaboration of artificial obtaining methods of gas hydrates using promoters, the mathematical modeling of listed processes and the processes related to the hydrate formation prevention in production and transportation systems of gaseous raw hydrocarbons, the techniques development for gas-hydrate-deposits potential estimation and production variants calculation. The presented review shows that the most studies are carried out independently, in previously formed separate groups and laboratories. However, some investigations are made in cooperation with Russian and foreign colleagues. Also, it should be noted that all publications, presented in this review, are of a high quality. KEYWORDS: GAS HYDRATE, HYDRATE FORMATION, INHIBITOR, PROMOTER, SELF-PRESERVATION, HYDRATE TECHNOLOGY. Рис. 1. Статистические данные за 2015–2020 гг.: а) количество защищенных диссертаций по теме газогидратов (по данным dissercat.ru); б) количество заявок на выдачу патентов РФ (по данным ФИПС) Fig. 1. Statistics for 2015–2020: a) number of defended Ph.D. theses on gas hydrates (according to dissercat.ru); b) number of patent applications, Russia (according to the Federal Institute of Industrial Property)

процессов гидратообразования и коррозии. Другие экспериментальные и теоретические исследования этих же авторов касаются нового типа комплексных
ингибиторов, который благодаря тому, что синтезирован на основе природного полисахарида хитозана, отличается малой токсичностью и быстро разлагается под действием факторов окружающей среды [5, 6].
Сравнительное исследование эффективности ингибирования нуклеации гидратов метана и метан-пропановой смеси промышленно выпускаемыми винилкапролактамными ингибиторами
(Luvicap 55W и Luvicap EG) в зависимости от давления и состава газагидратообразователя представлено в [7]. В совместных работах московских и новосибирских ученых [8–12] исследуется эффективность смесей термодинамического и кинетического ингибиторов. В частности, показано наличие синергетического эффекта при использовании смеси из термодинамического ингибитора – моноэтиленгликоля – и полимерного кинетического ингибитора (ПКИ); подтверждена возможность использования этих смесей при отрицательных температурах и / или высоких степенях переохлаждения; изучена антигидратная активность смеси метанола и ПКИ, а также метанола и хлорида магния при постоянной концентрации последнего
(5 % мас.) [8–10]. В статьях [11, 12] представлен пример оптимального подбора дозировки термодинамического и кинетического ингибиторов, позволившего сохранить высокую эффективность состава при уменьшении расхода реагентов. Ученые из Губкинского университета вместе с коллегами из Новосибирска получили новые экспериментальные данные относительно условий трехфазного равновесия газ–жидкость–газовый гидрат в тройных системах «метан + вода + этиленкарбонат» [13]. Они установили, что равновесная линия смещается в область более высоких давлений и низких температур относительно случая двойной системы «метан + вода». Кроме этого, по данным рентгеновской дифрактометрии в тройных системах было обнаружено предпочтительное образование гидрата метана кубической структуры КС-I за счет препятствия полярных молекул этиленкарбоната образованию гидрата структуры КС-II. На основании выполненных исследований авторами разработаны новые кинетические ингибиторы гидратообразования, в том числе состав для ингибирования образования гидратов в углеводородсодержащем сырье [14–16].