Pesquisadores fundamentais da Escola de Minas do Colorado propuseram um novo sistema de duas partes para separar as impurezas do gás natural no Jornal de energia renovável e sustentável . O gás natural contém principalmente metano, mas as impurezas da mistura gasosa precisam ser removidas antes que o metano possa ser colocado no oleoduto. O sistema de purificação recém-proposto combina dois métodos de separação e, em princípio, promete melhorar o desempenho, reduzir custos e diminuir os efeitos colaterais ecológicos em comparação com tecnologias de referência.

O processamento de gás natural normalmente depende de técnicas de alta temperatura que geram altos custos operacionais. “Propomos um processo integrado constituído por hidratos gasosos e membranas, para tornar o processo geral de purificação de gás natural potencialmente mais econômico, sem processos acionados por alta temperatura, "disse o co-autor Moises Carreon, um especialista em tecnologias de separação por membrana.

A tecnologia de membrana aplica diferentes tipos de material para filtrar o dióxido de carbono e o nitrogênio do gás natural bruto. Propano e sulfeto de hidrogênio também estão frequentemente presentes e podem afetar negativamente o desempenho da membrana. Uma possível solução para este problema surgiu quando Carolyn Koh, um especialista em hidratos, Pramod Warrier, pesquisador pós-doutorado, e Carreon começou a falar.

"Os hidratos formam gaiolas de água ligadas por hidrogênio que prendem os gases que você deseja separar, "Koh disse." É uma maneira potencialmente muito seletiva de capturar esses gases. "Diferentes condições de pressão e temperatura são necessárias para que os hidratos de impureza se formem em comparação com os hidratos de metano. Os engenheiros decidiram introduzir a formação de hidratos seletivos como uma etapa preliminar para a separação por membrana processo.

No papel, os pesquisadores usaram algoritmos bem estabelecidos para provar a viabilidade da formação de hidratos específicos. Essas condições apresentam uma demanda de energia relativamente baixa que pode tornar o sistema integrado econômico.

“Neste sistema integrado, primeiro removemos todos os produtos químicos nocivos presentes no gás natural usando hidratos de gás para produzir uma mistura mais pura, "Cameron disse. Ele então explicou como a mistura mais pura de gases é mais fácil de separar usando a tecnologia de membrana.

A formação de hidratos não é apenas eficiente em termos de energia, mas também ecologicamente correta. A água é o único material adicional necessário para a formação de hidrato de gás, e efetivamente sequestra gases perigosos como sulfeto de hidrogênio na forma de hidrato sólido, o que impede sua liberação no meio ambiente. Existem alguns outros contaminantes que precisam ser removidos separadamente, mas este sistema recentemente proposto reduz o impacto ambiental dos processos industriais atuais.

O sistema integrado de membrana de hidrato também pode servir como um modelo para outras separações moleculares de gás, como a purificação do gás hidrogênio.

Os engenheiros agora estão focados em provar seu conceito teórico. "Estamos tentando demonstrar que este sistema integrado pode efetivamente separar as impurezas do gás natural em experimentos de laboratório, "disse Carreon. Parte desse trabalho envolverá a otimização para garantir que as estruturas de hidrato se formem de forma fácil e rápida, e podem manter sua estabilidade.