Investigadores fundamentales de la Escuela de Minas de Colorado han propuesto un nuevo sistema de dos partes para separar las impurezas del gas natural en el Revista de energías renovables y sostenibles . El gas natural contiene principalmente metano, pero es necesario eliminar las impurezas de la mezcla gaseosa antes de que el metano pueda introducirse en la tubería. El sistema de purificación recientemente propuesto combina dos métodos de separación y, en principio, promete mejorar el rendimiento, Reducir los costos y disminuir los efectos secundarios ecológicos en comparación con las tecnologías de referencia.

El procesamiento de gas natural generalmente se basa en técnicas de alta temperatura que generan altos costos operativos. "Proponemos un proceso integrado que consta de hidratos de gas y membranas, para hacer que el proceso general de purificación de gas natural sea potencialmente más económico sin procesos impulsados ​​por altas temperaturas, "dijo el coautor Moisés Carreon, un experto en tecnologías de separación de membranas.

La tecnología de membranas aplica diferentes tipos de material para filtrar el dióxido de carbono y el nitrógeno del gas natural crudo. El propano y el sulfuro de hidrógeno también suelen estar presentes y pueden afectar negativamente el rendimiento de la membrana. Una posible solución a este problema surgió cuando Carolyn Koh, un experto en hidratos, Pramod Warrier, investigador postdoctoral, y Carreón empezó a hablar.

"Los hidratos forman jaulas de agua unidas por hidrógeno que atrapan los gases que desea separar, "Es una forma potencialmente muy selectiva de atrapar esos gases", dijo Koh. Se requieren diferentes condiciones de presión y temperatura para que se formen hidratos de impurezas en comparación con los hidratos de metano. Los ingenieros decidieron introducir la formación selectiva de hidratos como un paso preliminar para la separación por membrana proceso.

En el papel, los investigadores utilizaron algoritmos bien establecidos para probar la viabilidad de la formación de hidratos específicos. Estas condiciones tienen una demanda de energía relativamente baja que podría hacer que el sistema integrado sea económico.

"En este sistema integrado, Primero eliminamos todos los químicos desagradables presentes en el gas natural usando hidratos de gas para producir una mezcla más pura, Cameron dijo. Luego explicó cómo la mezcla más pura de gases es más fácil de separar usando tecnología de membrana.

La formación de hidratos no solo es energéticamente eficiente, sino también respetuosa con el medio ambiente. El agua es el único material adicional necesario para la formación de hidratos de gas, y secuestra eficazmente gases peligrosos como el sulfuro de hidrógeno en forma de hidrato sólido, que evita su liberación al medio ambiente. Hay algunos otros contaminantes que deben eliminarse por separado, pero este sistema recientemente propuesto reduce el impacto ambiental de los procesos industriales actuales.

El sistema integrado de membrana de hidrato también puede servir como modelo para otras separaciones de gases moleculares, como la purificación de gas hidrógeno.

Los ingenieros ahora se centran en probar su concepto teórico. "Estamos tratando de demostrar que este sistema integrado puede separar eficazmente las impurezas del gas natural en experimentos de laboratorio, ", dijo Carreón. Parte de ese trabajo implicará la optimización para garantizar que las estructuras de hidratos se formen fácil y rápidamente, y puede mantener su estabilidad.