Hydrate Phase Transition-Risk, Energy Potential & CO2 Storage

Dannelse av hydrater under transport av naturgass i rørledninger er et kritisk problem. Hydrater kan tette rørledninger og dermed ødelegge disse. Den industrielle metoden som benyttes for å evaluere risikoen for hydratdannelse, er basert på at vann i flytende tilstand felles ut av bulkgassen ved duggpunktet. Ved å benytte denne metoden vil maksimalt tillatt vanninnhold holdes under den anslåtte duggpunktkonsentrasjonen under transport. Rust er en annen måte for flytende vann å skilles ut av bulkgasssen gjennom adsorpsjonsmekanismen. Rørledningene er rustne før de monteres på plass for operasjoner. Resultater fra denne studien indikerer at adsorpsjon av vann på rustne overflater av rørledninger dominerer fullstendig som mekanisme for utskillelse av vann. At man ved å benytte duggpunktsmetoden overvurderer sikkerhetsgrensen for mengden vann som bør tillates å strømme med bulk naturgass ca.18-20 ganger større enn når effekten av rust vurderes. Dette forklarer hvorfor industrien fortsatt kan oppleve plugging av gassrørledninger når det kun gjøres duggpunktsanalyser. Induksjonstider blir noen ganger forvekslet med hydratkjernedannelsestider, og det er grunnen til at noen studier rapporterer kjernedannelsestider på timer. Hydratkjernedannelsestidene beregnet for både heterogen og homogen hydratdannelse i denne studien er gitt i nano-sekunder. De lange tidene som oppleves før hydrater oppdages er forårsaket av massetransportbegrensninger, på grunn av den innledende tynne hydratfilmen som dannes ved grenseflaten mellom vann og hydratdannende grenseflate. For å produsere naturgass fra in-situ metanhydrater, må varme tilføres fra omgivelsene. Denne studien viste at denne varmen kan tilføres ved injeksjon av CO2 i hydratreservoaret. Et nytt hydrat dannes spesielt fra det tilgjengelige porevannet. Formasjonsvarmen som frigjøres er større enn varmen som trengs for å dissosiere en tilsvarende mengde naturgasshydrat. Naturgassen kan da produseres mens CO2 lagres som hydrat

Om kandidaten

Solomon A. Aromada er ph.d.-kandidat i prosessteknologi, ved Institutt for fysikk og teknologi, ved Universitetet i Bergen. Hans forskning handler om termodynamikk og kinetikk av hydratfaseoverganger involvert i rørledningstransport av naturgass/CO2 og utnyttelse av CO2 i et nullutslippskonsept. Forskningen ble utført under veiledning av Bjørn Kvamme og Tatiana Kuznetsova.