Максимова Е.О., Овчинніков М.П., Лисенко Р.С., Прокопенко К.М. Штучні метаногідрати – як додатковий енергоресурс для України

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2018
Категорія: Збірник наукових праць "Геотехнічна механіка" Випуск-139

Geoteh. meh. 2018, 139, 49-58

DOI:

ШТУЧНІ МЕТАНОГІДРАТИ – ЯК ДОДАТКОВИЙ ЕНЕРГОРЕСУРС ДЛЯ УКРАЇНИ

1Максимова Е.О., 1Овчинніков М.П., 1Лисенко Р.С., 1Прокопенко К.М.

1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

УДК 502.174:622.324.5

Мова: Українська

Анотація:

Метан є одним з основних газів, які надають значний вплив на парниковий ефект в атмосферному середовищі планети Земля. Його негативний потенціал оцінюється вченими у 20 разів вище, ніж відповідний вплив від діоксиду вуглецю. При розробці вугільних родовищ відбувається викид попутних вуглеводневих газів у навколишнє середовище. З шахт України надходить на поверхню приблизно 2060 млн м³, з яких приблизно лише 15% збирається системами дегазації та 7% утилізується. Метою дослідження було створення способу отримання гідратів метану або інших вуглеводневих газів для подальшого використання, зберігання і транспортування.

В роботі досліджено кінетику гідратоутворення та вирішено проблему прискорення формування штучних газових гідратів, шляхом фізичного та хімічного впливу на процес їх структурування з одночасним утворенням однорідної маси за рахунок поверхневої активізації молекул води, яка призводить до виключення зворотності процесу та значно підвищує вихід і якість готового продукту. Сконструйована відповідна лабораторна установка для створення газових гідратів з газу різного хімічного складу і процентного вмісту метану. Вирішена задача утилізації шахтного метану в безперервному циклі безпосередньо з дегазаційних свердловин при проведенні відповідних операцій.

Результати досліджень будуть використані для розроблення та створення промислової мобільної установки зі створення газових гідратів, яка забезпечить утилізацію та використання метану з газо-вугільних родовищ і газових запасів малого та середнього об’єму, що раніше були визначені як неліквідні. Вони дають можливість не тільки використовувати газ з дегазаційних свердловин як додаткове джерело енергії, але й зменшити шкідливі викиди метану в атмосферу шляхом його переведення в газогідратний стан. Крім того, рекомендована газогідратна технологія дозволяє підвищити безпеку при транспортуванні газу та зменшити його витрати. Для удосконалення процесу утворення штучних газогідратів, планується створення промислово-експериментальної установки з обладнанням, яке б дозволило проводити дослідження на молекулярному рівні.

Ключові слова: додатковий енергоресурс, газогідрат, шахтний метан, утилізація метану, дегазаційна свердловина.

Списоклітератури:

1. Sloan, E.D. Clathrate hydrates of natural gases / E.D. Sloan, C. Koh. – New York: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2008. – 758 p.

2. Taylor, C.E. Advances in the study of gas hydrates / C.E. Taylor, J.T. Kwan. – New York: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2004. – 254 р.

3. Тохиди, Б. Газогидратные исследования в университете Хериот Ватт (Эдинбург) / Б. Тохиди, Р. Андерсон, А. Масоуди [и др.] // Российский химический журнал. – 2003. – Т. XLVII, №3. – С. 49-58.

4. Pedchenko, M. Technological complex for production, transportation and storage of gas from the offshore gas and gas hydrates fields / M. Pedchenko, L. Pedchenko // Mining of Mineral Deposits. – 2016. – Vol. 10, Issue 3. – P. 20-30.

5. Макогон, Ю.Ф. Газогидраты. История изучения и перспективы освоения / Ю.Ф. Макогон // Геология и полезные ископаемые мирового океана. – 2010. – №2. – С. 5-20.

6. Сай, Е.С. Утилизация шахтного метана и его транспортирование в газогидратном состоянии / Е.С. Сай, К.А. Ганушевич // Розробка родовищ. – 2014. – Т. 8, №3. – С. 299-307.

7. Клименко, В.В. Коагуляционная составляющая процесса образования газовых гидратов / В.В. Клименко, С.В. Лопатенко // Наукові записки Кіровоградського державного технічного університету. – 2002. – №3. – С. 108-115.

8. Максимова, Э.А. Освоение газогидратных технологий – путь к получению дополнительного энергоресурса в Украине / Э.А. Максимова, К.А. Ганушевич, Е.С. Сай // Геотехнічна механіка: міжвід. зб. наук. праць / ШГТМ імю М.С. Полякова НАН України. – Дніпропетровськ, 2013. – Вип. 110. – С. 107-115.

9. Бондаренко, В.І. Розробка математичної моделі інтенсифікації процесу гідратоутворення за результатами експериментальних досліджень / В.І. Бондаренко, К.С. Сай, К.А. Ганушевич, М.П. Овчинніков // Розробка родовищ. – 2015. – Т. 9, №1. – С. 259-266.

10. Bondarenko, V. Study of the formation mechanism of gas hydrates of methane in the presence of surface-active substances / V. Bondarenko, O. Svietkina, K. Sai // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 5, Issue 6(89). – P. 48-55.

Про авторів:

Максимова Елла Олександрівна, кандидат геолого-мінералогічних наук, доцент кафедри будівництва, геотехніки і геомеханіки, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Овчинніков Микола Павлович, кандидат технічних наук, доцент кафедри підземної розробки родовищ, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Лисенко Роман Сергійович, аспірант кафедри підземної розробки родовищ, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Прокопенко Костянтин Миколайович, молодший науковий співробітник кафедри підземної розробки родовищ, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.