Новости

Энергоэффективная переработка газовых примесей увеличит выработку природного газа и защитит природу Российской Арктики

17.03.2025

<div> </div> <div> Ученые предложили технологию переработки побочных продуктов добычи природного газа в метан без дополнительного расхода энергии. Исследователи испытали новый метод в лаборатории, а также с помощью компьютерной модели проверили, как технология будет работать в условиях реальных месторождений, в том числе за полярным кругом. Новый метод может стать альтернативой традиционному сжиганию газового конденсата, которое причиняет вред окружающей среде из-за выделения токсичных продуктов горения. При этом в технологии используется относительно простое оборудование, которое легко доставить к отдаленным месторождениям Арктики. Результаты исследования, <a target="_blank" href="https://rscf.ru/project/22-73-10015/">поддержанного</a> Российским научным фондом (РНФ), <a target="_blank" href="https://doi.org/10.1016/j.energy.2025.134996">опубликованы</a> в журнале Energy. </div> <div> Газовый конденсат — побочный продукт при добыче природного газа. Он представляет собой смесь жидких углеводородов, например, этана или пропана, пары которых содержатся в добываемом газе. Конденсат — ценное углеводородное сырье, однако в России почти 70% его добычи приходится на труднодоступные регионы Арктики, такие как полуостров Ямал, значительно удаленные от мест переработки. Невозможность эффективно использовать или транспортировать этот побочный продукт привела к тому, что исторически его сжигают. Это причиняет значительный ущерб окружающей среде в местах добычи из-за выделения угарного газа, сажи и токсичных продуктов неполного сгорания. Альтернативой сжиганию может стать переработка газового конденсата с помощью реакции гидрогенолиза. Это обработка водородом, в результате которой тяжелые углеводородные соединения, из которых состоит газовый конденсат, преобразуются в более легкие, стабильные и удобные для транспортировки — например, метан. Это позволяет сократить выброс вредных продуктов горения вблизи месторождений. При этом полученный метан можно закачивать в трубопроводы, что увеличит объем добытого природного газа. Однако подход до сих пор не нашел практического применения, поскольку требовал сложного дорогого оборудования и большого расхода энергии на предварительный нагрев газовой смеси. Ученые из Тюменского государственного университета (Тюмень) и Института катализа имени Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН (Новосибирск) предложили перерабатывать газовый конденсат в метан без внешнего нагрева, используя тепло самих химических реакций. Сделать это удалось с помощью ранее разработанных никельсодержащих стекловолокнистых катализаторов. На их основе можно производить картриджи с особой геометрической структурой, за счет которой они хорошо проводят тепло. Использование таких структурированных картриджей способствует интенсивному теплообмену внутри реактора, благодаря чему для запуска реакции требуется меньше внешней энергии. Поскольку процесс гидрогенолиза с применением стекловолокнистых катализаторов все равно требовал предварительного нагрева газового конденсата, ученые усовершенствовали конструкцию реактора, чтобы усилить в нем теплообмен. Так, установка внутренних перегородок помогла снизить температуру запуска реакции до 300°С, тогда как при обычных условиях этот показатель был выше 400°С. Наилучшие результаты показала технология, при которой ученые периодически меняли направление движения реагентов внутри реактора. В этом случае внешняя энергия была необходима только для первоначального запуска оборудования и работы насосов. Далее реакция поддерживалась без дополнительного внешнего нагрева, что позволяло переработать любой объем газового конденсата, поступавший в реактор с температурой окружающей среды. Чтобы убедиться в том, что новые методы будут хорошо работать в промышленных условиях — при добыче природного газа из месторождений — ученые применили математическое моделирование. С его помощью специалисты наложили экспериментальные данные на модель промышленного реактора. Это позволило учесть множество факторов, таких как особенности протекания реакций, доставка исходных реагентов к поверхности катализатора и вывод конечного продукта, выделение и перенос тепла внутри реактора, теплообмен между газом и катализатором, а также сложные закономерности движения потоков. Расчеты показали высокую эффективность всех предложенных подходов, при этом наиболее перспективной оказалась технология с периодическим изменением направления потока реакционной смеси в реакторе. В дальнейшем ученые планируют оптимизировать катализатор, чтобы уменьшить его объем, необходимый для протекания реакции. Исследователи также проработают технологические параметры оборудования для промышленной переработки газового конденсата, чтобы сконструировать опытный образец и испытать его на практике. "Результаты исследования открывают путь к разработке недорогих, легких, компактных и автономных модульных установок для переработки газового конденсата. Такое оборудование можно доставлять на месторождения природного газа, даже расположенные в труднодоступной местности, поскольку технология не требует создания громоздких теплообменников. Выделение тепла при реакции даже может быть избыточным, что позволит использовать его как источник тепловой энергии на производстве, например, для нагрева воды. Наша технология способна снизить техногенную нагрузку на и без того хрупкие экосистемы российского Севера. Кроме того, мы сможем сберечь ценное углеводородное сырье для его последующего использования", — рассказывает участник исследования, поддержанного грантом РНФ, Андрей Загоруйко, доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Института катализа имени Г.К. Борескова СО РАН. Источник: <a target="_blank" href="https://www.rscf.ru/news/release/energoeffektivnaya-pererabotka-gazovykh-primesey-uvelichit-vyrabotku-prirodnogo-gaza-i-zashchitit-pr/">Российский научный фонд</a> </div> <blockquote style="font-style: italic;"> </blockquote>

В Арктическом центре изучают иммунитет людей в разных климатических зонах

14.03.2025

<div> Ученые Института физиологии природных адаптаций Федерального исследовательского центра комплексного изучения Арктики имни академика Н.П. Лавёрова Уральского отделения РАН (ИФПА ФИЦКИА УрО РАН, Архангельск) проводят исследования врожденного и адаптивного иммунного гомеостаза у людей, живущих в разных климатических зонах: в Арктике, в регионах Северо-Запада России, в странах ближнего и дальнего зарубежья (Республика Южная Осетия, Сирийская Арабская Республика). Одним из недавних результатов работы научной группы стала регистрация Роспатентом базы данных с иммунологическими показателями у женщин, живущих в Вологде. Иммунный гомеостаз – это способность иммунной системы поддерживать состояние равновесия. Сеть врожденных и адаптивных иммунных клеток контролирует окружение, активно различая "свое" и "чужое". В ходе исследования ученые лаборатории физиологии иммунокомпетентных клеток ИФПА выяснили, что у жителей разных регионов "иммунное равновесие" достигалось не абсолютно идентичными, а разными механизмами (иммунными клетками разного типа и/или различным сочетанием иммунокомпетентных клеток в ответной реакции). Почему так происходит? Прежде всего из-за климатических факторов. Так, к примеру, вологжане живут во влажно-континентальных климатических условиях, а архангелогородцы – в субарктических. Как сообщила заведующая лабораторией физиологии иммунокомпетентных клеток ФИЦКИА УрО РАН, доктор биологических наук, профессор Любовь Станиславовна Щёголева, в ходе работы оценивалось около 15 иммунологических показателей. Особенно важными в рамках исследования, по данным ученых, являются фагоцитарная активность и белок-онкомаркер "раково-эмбриональный антиген". У 37 обследованных жительниц Вологды эти показатели находились в пределах нормы. Тем не менее ученые отмечают у вологжанок тенденцию к сокращению резервных возможностей адаптивного иммунного гомеостаза (впрочем, как и у жителей Архангельской области и Южной Осетии, живущих соответственно в субарктических и горных климатических условиях). Об этом свидетельствует расширение пределов содержания отдельных иммунокомпетентных клеток, концентрации которых регистрируются ближе к крайним границам известных физиологических норм. В связи с этим возможно нарушение в соотношении показателей разных клеточных механизмов – интенсивного появления молодых клеток и активности процесса программируемый клеточной гибели (лимфопролиферации и апоптоза). Специалисты отмечают: выход уровней концентрации клеток за пределы нормального содержания и длительность указанных процессов могут свидетельствовать о сокращении резервных возможностей иммунного гомеостаза, что достаточно широко распространено у людей в условиях высоких широт. По мнению ученых, даже небольшое превалирование пролиферации над апоптозом может говорить об излишней нагрузке на резервные возможности. "Основная цель этого исследования – оценка резервных возможностей иммунного гомеостаза в зависимости от климата, возраста, пола, профессии, стажа работы и т.д. В некоторых регионах мы видим картину сокращения резервных возможностей. И это требует дополнительных профилактических мер. Они могут выражаться в целенаправленном следовании режиму дня, режиму труда и отдыха, здоровом образе жизни и обязательной и своевременной диспансеризации", – пояснила Любовь Щёголева. База данных, зарегистрированная в Роспатенте, может служить материалом для детального и углубленного исследования состояния врожденного и адаптивного иммунитета с целью определения характерных особенностей иммунной регуляции у жительниц влажно-континентального региона, города Вологды, а также формирования рекомендаций по здоровьесбережению населения. Источник: <a target="_blank" href="https://fciarctic.ru/Articles/Uchyonie-IFPA-ocenili-immunitet-vologjanok-i-zaregistrirovali-rezultati-issledovaniya-v-Rospatente">ФИЦКИА УрО РАН</a> </div>

НОВОСТИ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В АРКТИКЕ