При разработке нефтяных месторождений добывают не только нефть, но и газ. В отличие от обычного природного, в составе подобного попутного газа кроме метана и этана есть большое количество пропана, бутана и паров более тяжелых углеводородов. Благодаря этому попутный газ считается ценным химическим сырьем, – например, для производства пластмасс и каучуков.
Для дальнейшего использования такую смесь нужно разделить. Однако в большинстве случаев это нерентабельно.
Ученые считают, что для того, чтобы решить эту проблему, можно использовать компактные газоразделительные мембранные модули.С их помощью можно разделять такие газы там же, где их добывают.
Однако существующие половолоконные мембранные модули представляют собой плотноупакованную систему, которая состоит из сотен или даже тысяч мембран в виде тонких полых капилляров. Они поглощают ненужные растворенные примеси или, наоборот, ценные компоненты из потока жидкости или газа.
В новом исследовании ученые смоделировали половолоконную мембранную систему как своеобразный "математический" аналог волокнистого фильтра. Эти фильтры в виде слоев со множеством тонких волокон применяют в системах вентиляции и кондиционирования воздуха, они эффективно улавливают различные микрочастицы. Благодаря такому методу ученые впервые напрямую рассчитали ключевые особенности работы мембранных систем.
"Разработанная модель универсальна в применении и к жидкостным, и к газовым системам. Уже сейчас очевидно, что результаты перспективны в области проектирования мембранных модулей для разделения углеводородных газовых смесей, в том числе попутных нефтяных газов", – пояснил один из авторов работы Степан Баженов.
