Forbedret gass- og væskestrøm i rørledninger

Naturgass-hydrater er is-lignende krystallinske stoffer med innkapslet gass. Hydrat lagrer kanskje dobbelt så mye metan som alle andre fossile energikilder til sammen.

Hydrat dannes spontant i gass-infrastruktur hvor naturgass og vann i enhver form møtes, nær frysepunktet ved høyere trykk. Under ugunstige forhold vil hydrat kunne hopes opp og danne store steinharde plugger som kan blokkere eller ødelegge produksjonsinfrastruktur.

For å møte denne risikoen brukes tradisjonelt store mengder frostvæske som metanol eller glykoler i produksjonsledningen for å hindre hydratdannelse i risikoområder. Disse frostvæskene virker termodynamisk ved å senke frysepunktet for hydratdannelse.

En annen gruppe stoffer, såkalte Anti-Agglomeranter (AA-er), er overflate-aktive, og hindrer ikke hydratdannelse, men hemmer hydratvekst utover mikroskopiske krystaller, selv ved meget lave konsentrasjoner. Disse stoffene virker primært gjennom å endre fuktegenskapene til hydratoverflaten.
Det har lenge vært antatt at disse krever tilstedeværelsen av en oljefase, men nylig er det oppdaget AA-er med effekt i ren vannfase.

En viktig parameter for å klarlegge disse stoffenes virkemåte er hydratoverflatens frie energi.
Parameteren er essensiell for å karakterisere nukleasjon og vekst av hydrat i et gitt miljø, og er svært krevende å bestemme eksperimentelt.

Avhandlingen har utviklet teoretiske metoder for å kunne bestemme parameteren fra eksisterende modeller. Dette vil i fremtiden kunne utdype AA-ers virkemåte og lette designet av nye hydrathemmere, og nye mulige brønnfluider for bruk i hydratreservoarer.

Personalia:

Kandidaten, Bjørn Steen Sæthre, er født i Bergen i 1977. Han fullførte cand.scient.-graden i prosessteknologi ved Institutt for fysikk og teknologi høsten 2004.