Clatrato de metano - Methane clathrate

"Gelo ardente". O metano, liberado pelo aquecimento, queima; pinga água.
Detalhe: estrutura do clatrato (Universidade de Göttingen, GZG. Abt. Kristallographie).
Fonte: United States Geological Survey .

Clatrato de metano (CH 4 · 5,75H 2 O) ou (4CH 4 · 23H 2 O), também chamado de hidrato de metano , hidrometano , gelo de metano , gelo de fogo , hidrato de gás natural ou hidrato de gás , é um composto de clatrato sólido (mais especificamente , um clatrato hidratado ) em que uma grande quantidade de metano fica presa dentro de uma estrutura cristalina de água, formando um sólido semelhante ao gelo . Originalmente pensado para ocorrer apenas nas regiões externas do Sistema Solar , onde as temperaturas são baixas e o gelo da água é comum, depósitos significativos de clatrato de metano foram encontrados sob sedimentos no fundo do oceano da Terra . O hidrato de metano é formado quando a água ligada por hidrogênio e o gás metano entram em contato com altas pressões e baixas temperaturas nos oceanos.

Os clatratos de metano são constituintes comuns da geosfera marinha rasa e ocorrem em estruturas sedimentares profundas e formam afloramentos no fundo do oceano. Acredita-se que os hidratos de metano se formem pela precipitação ou cristalização do metano que migra das profundezas ao longo das falhas geológicas . A precipitação ocorre quando o metano entra em contato com a água no fundo do mar sujeito à temperatura e pressão. Em 2008, pesquisas na Estação Antártica Vostok e nos núcleos de gelo EPICA Dome C revelaram que os clatratos de metano também estavam presentes em núcleos de gelo profundos da Antártica e registram uma história de concentrações atmosféricas de metano , datando de 800.000 anos atrás. O registro de clatrato de metano no núcleo de gelo é uma fonte primária de dados para pesquisas sobre o aquecimento global , junto com oxigênio e dióxido de carbono.

Em geral

Os hidratos de metano foram descobertos na Rússia na década de 1960, e estudos para a extração de gás dele surgiram no início do século XXI.

Estrutura e composição

imagem de microscópio

A composição nominal do clatrato hidratado de metano é (CH 4 ) 4 (H 2 O) 23 , ou 1 mol de metano para cada 5,75 moles de água, correspondendo a 13,4% de metano em massa, embora a composição real dependa de quantas moléculas de metano caber nas várias estruturas de gaiola da rede de água . A densidade observada é de cerca de 0,9 g / cm 3 , o que significa que o hidrato de metano irá flutuar para a superfície do mar ou de um lago, a menos que esteja preso no lugar por ser formado ou ancorado em sedimentos. Um litro de clatrato de metano totalmente saturado sólido conteria, portanto, cerca de 120 gramas de metano (ou cerca de 169 litros de gás metano a 0 ° C e 1 atm), ou um metro cúbico de clatrato de metano libera cerca de 160 metros cúbicos de gás.

O metano forma um hidrato de "estrutura I" com duas gaiolas de água dodecaédrica (12 vértices, portanto 12 moléculas de água) e seis tetradecaédricas (14 moléculas de água) por célula unitária. (Por causa do compartilhamento de moléculas de água entre as gaiolas, existem apenas 46 moléculas de água por célula unitária.) Isso se compara a um número de hidratação de 20 para o metano em solução aquosa. Um espectro de NMR MAS de clatrato de metano registrado em 275 K e 3,1 MPa mostra um pico para cada tipo de gaiola e um pico separado para metano em fase gasosa . Em 2003, um intercalato de hidrato de metano-argila foi sintetizado no qual um complexo de hidrato de metano foi introduzido na camada intermediária de uma argila montmorilonita rica em sódio . A estabilidade da temperatura superior desta fase é semelhante à do hidrato de estrutura I.

Diagrama de fase do hidrato de metano. O eixo horizontal mostra a temperatura de -15 a 33 Celsius, o eixo vertical mostra a pressão de 0 a 120.000 quilopascais (0 a 1.184 atmosferas). Hidrate as formas acima da linha. Por exemplo, a 4 Celsius, o hidrato se forma acima de uma pressão de cerca de 50 atm / 5000 kPa, encontrada a cerca de 500 m de profundidade do mar.

Depósitos naturais

Distribuição mundial de sedimentos portadores de hidrato de gás offshore confirmados ou inferidos, 1996.
Fonte: USGS
Sedimento contendo hidrato de gás, da zona de subducção do Oregon
Estrutura específica de um pedaço de hidrato de gás, da zona de subducção do Oregon

Os clatratos de metano estão restritos à litosfera rasa (ou seja, <2.000 m de profundidade). Além disso, as condições necessárias são encontradas apenas em rochas sedimentares continentais em regiões polares onde as temperaturas superficiais médias são inferiores a 0 ° C; ou em sedimentos oceânicos em profundidades de água superiores a 300 m, onde a temperatura da água do fundo é de cerca de 2 ° C. Além disso, lagos de água doce profundos também podem hospedar hidratos de gás, por exemplo, o Lago Baikal de água doce , na Sibéria. Depósitos continentais foram localizados na Sibéria e no Alasca em camadas de arenito e siltito a menos de 800 m de profundidade. Os depósitos oceânicos parecem estar espalhados na plataforma continental (ver Fig.) E podem ocorrer dentro dos sedimentos em profundidade ou perto da interface sedimento-água . Eles podem tampar depósitos ainda maiores de metano gasoso.

Oceânico

O hidrato de metano pode ocorrer em várias formas, como maciço, disperso em espaços de poros, nódulos, veias / fraturas / falhas e horizontes em camadas. Geralmente, é considerado instável em condições padrão de pressão e temperatura, e 1 m ^ 3 de hidrato de metano após a dissociação rende cerca de 164 m ^ 3 de metano e 0,87 m ^ 3 de água doce. Existem dois tipos distintos de depósitos oceânicos. O mais comum é dominado (> 99%) pelo metano contido em uma estrutura I clatrato e geralmente encontrado em profundidade no sedimento. Aqui, o metano é isotopicamente leve ( δ 13 C <−60 ‰), o que indica que ele é derivado da redução microbiana de CO 2 . Pensa-se que os clatratos nestes depósitos profundos se formaram in situ a partir do metano produzido microbianamente, uma vez que os valores de δ 13 C do clatrato e do metano dissolvido circundante são semelhantes. No entanto, também se acredita que a água doce usada na pressurização de poços de petróleo e gás no permafrost e ao longo das plataformas continentais em todo o mundo se combina com o metano natural para formar clatrato em profundidade e pressão, uma vez que os hidratos de metano são mais estáveis ​​em água doce do que em água salgada. Variações locais podem ser generalizadas, uma vez que o ato de formar hidrato, que extrai água pura das águas de formação salinas, pode muitas vezes levar a aumentos locais e potencialmente significativos na salinidade da água de formação. Os hidratos normalmente excluem o sal do fluido dos poros a partir do qual se formam. Assim, eles exibem alta resistividade elétrica como o gelo, e os sedimentos contendo hidratos têm maior resistividade do que os sedimentos sem hidratos gasosos (Judge [67]).

Esses depósitos estão localizados em uma zona de profundidade média com cerca de 300–500 m de espessura nos sedimentos (a zona de estabilidade do hidrato de gás , ou GHSZ), onde coexistem com o metano dissolvido nas águas de poros doces, não salgadas. Acima desta zona, o metano só está presente em sua forma dissolvida em concentrações que diminuem em direção à superfície do sedimento. Abaixo dele, o metano é gasoso. Em Blake Ridge, na elevação continental do Atlântico , o GHSZ começou a 190 m de profundidade e continuou até 450 m, onde atingiu o equilíbrio com a fase gasosa. As medições indicaram que o metano ocupou 0-9% em volume na GHSZ e ~ 12% na zona gasosa.

No segundo tipo menos comum encontrado próximo à superfície do sedimento, algumas amostras têm uma proporção maior de hidrocarbonetos de cadeia mais longa (<99% de metano) contidos em um clatrato de estrutura II. O carbono desse tipo de clatrato é isotopicamente mais pesado ( δ 13 C é −29 a −57 ‰) e acredita-se que tenha migrado para cima a partir de sedimentos profundos, onde o metano foi formado pela decomposição térmica da matéria orgânica . Exemplos desse tipo de depósito foram encontrados no Golfo do México e no Mar Cáspio .

Alguns depósitos possuem características intermediárias entre os tipos de origem microbiana e térmica e são considerados formados a partir de uma mistura dos dois.

O metano em hidratos de gás é gerado predominantemente por consórcios microbianos que degradam a matéria orgânica em ambientes de baixo oxigênio, sendo o próprio metano produzido por arquéias metanogênicas . A matéria orgânica nos poucos centímetros superiores dos sedimentos é primeiro atacada por bactérias aeróbias, gerando CO 2 , que escapa dos sedimentos para a coluna de água . Abaixo dessa região de atividade aeróbia, os processos anaeróbicos assumem o controle, incluindo, sucessivamente em profundidade, a redução microbiana de nitrito / nitrato, óxidos metálicos e, em seguida, sulfatos são reduzidos a sulfetos . Finalmente, a metanogênese se torna uma via dominante para a remineralização do carbono orgânico .

Se a taxa de sedimentação for baixa (cerca de 1 cm / ano), o teor de carbono orgânico é baixo (cerca de 1%) e o oxigênio é abundante, as bactérias aeróbias podem usar toda a matéria orgânica nos sedimentos mais rápido do que o oxigênio se esgota, então aceitadores de elétrons de baixa energia não são usados. Mas onde as taxas de sedimentação e o conteúdo de carbono orgânico são altos, o que normalmente é o caso nas plataformas continentais e abaixo das zonas de ressurgência da corrente limite ocidental, a água dos poros nos sedimentos torna-se anóxica em profundidades de apenas alguns centímetros ou menos. Nesses sedimentos marinhos ricos em orgânicos, o sulfato se torna o aceptor terminal de elétrons mais importante devido à sua alta concentração de água do mar . No entanto, também está esgotado por uma profundidade de centímetros a metros. Abaixo disso, o metano é produzido. Esta produção de metano é um processo bastante complicado, exigindo um ambiente altamente redutor (Eh −350 a −450 mV) e um pH entre 6 e 8, bem como um complexo sintrófico, consórcios de diferentes variedades de arquéias e bactérias. No entanto, são apenas as arquéias que realmente emitem metano.

Em algumas regiões (por exemplo, Golfo do México, Bacia de Joetsu), o metano em clatratos pode ser pelo menos parcialmente derivado da degradação térmica da matéria orgânica (por exemplo, geração de petróleo), com o petróleo até mesmo formando um componente exótico dentro do próprio hidrato que pode ser recuperado quando o hidrato está dissociado. O metano em clatratos normalmente tem uma assinatura isotópica biogênica e δ 13 C altamente variável (−40 a −100 ‰), com uma média aproximada de cerca de −65 ‰. Abaixo da zona de clatratos sólidos, grandes volumes de metano podem formar bolhas de gás livre nos sedimentos.

A presença de clatratos em um determinado local pode muitas vezes ser determinada pela observação de um "refletor de simulação de fundo" (BSR), que é uma reflexão sísmica no sedimento para a interface da zona de estabilidade do clatrato causada pelas densidades desiguais de sedimentos normais e aqueles ligados com clatratos.

Pingos de hidrato de gás foram descobertos no mar de Barents, nos oceanos árticos. O metano está borbulhando dessas estruturas em forma de cúpula, com algumas dessas chamas de gás se estendendo perto da superfície do mar.

Tamanho do reservatório

Hidrato de gás sob rocha carbonática.jpg


O tamanho do reservatório oceânico de clatrato de metano é pouco conhecido e as estimativas de seu tamanho diminuíram em cerca de uma ordem de magnitude por década, desde que foi reconhecido pela primeira vez que os clatratos poderiam existir nos oceanos durante as décadas de 1960 e 1970. As estimativas mais altas (por exemplo, 3 × 10 18 m 3 ) foram baseadas na suposição de que clatratos totalmente densos poderiam espalhar-se por todo o fundo do oceano. Melhorias em nossa compreensão da química dos clatratos e sedimentologia revelaram que os hidratos se formam em apenas uma faixa estreita de profundidades ( plataformas continentais ), em apenas alguns locais na faixa de profundidades onde podem ocorrer (10-30% da zona de estabilidade de hidrato de gás ), e normalmente são encontrados em baixas concentrações (0,9-1,5% por volume) nos locais onde ocorrem. Estimativas recentes limitadas por amostragem direta sugerem que o inventário global ocupa entre 1 × 10 15 e 5 × 10 15 metros cúbicos (0,24 e 1,2 milhões de milhas cúbicas). Esta estimativa, correspondendo a 500–2500 gigatoneladas de carbono (Gt C), é menor que os 5000 Gt C estimados para todas as outras reservas de combustível geo-orgânico, mas substancialmente maior do que ~ 230 Gt C estimado para outras fontes de gás natural. O reservatório do permafrost foi estimado em cerca de 400 Gt C no Ártico, mas nenhuma estimativa foi feita de possíveis reservatórios da Antártica. São grandes quantias. Em comparação, o carbono total na atmosfera é de cerca de 800 gigatoneladas (veja Carbono: Ocorrência ).

Essas estimativas modernas são notavelmente menores do que 10.000 a 11.000 Gt C (2 × 10 16 m 3 ) propostas por pesquisadores anteriores como uma razão para considerar os clatratos como um recurso de combustível geo-orgânico (MacDonald 1990, Kvenvolden 1998). Abundâncias menores de clatratos não excluem seu potencial econômico, mas um volume total menor e concentração aparentemente baixa na maioria dos locais sugere que apenas uma porcentagem limitada de depósitos de clatratos pode fornecer um recurso economicamente viável.

Continental

Os clatratos de metano nas rochas continentais estão presos em camadas de arenito ou siltito em profundidades de menos de 800 m. A amostragem indica que eles são formados a partir de uma mistura de gás derivado termicamente e microbianamente, do qual os hidrocarbonetos mais pesados ​​foram posteriormente removidos seletivamente. Eles ocorrem no Alasca , na Sibéria e no norte do Canadá .

Em 2008, pesquisadores canadenses e japoneses extraíram um fluxo constante de gás natural de um projeto de teste no local de hidrato de gás Mallik, no delta do rio Mackenzie . Esta foi a segunda perfuração semelhante em Mallik: a primeira ocorreu em 2002 e usou calor para liberar metano. No experimento de 2008, os pesquisadores conseguiram extrair gás reduzindo a pressão, sem aquecimento, exigindo significativamente menos energia. O campo de hidrato de gás Mallik foi descoberto pela primeira vez pela Imperial Oil em 1971-1972.

Uso comercial

Os depósitos econômicos de hidrato são denominados hidrato de gás natural (NGH) e armazenam 164 m 3 de metano, 0,8 m 3 de água em 1 m 3 de hidrato. A maior parte do NGH é encontrada abaixo do fundo do mar (95%), onde existe em equilíbrio termodinâmico. O reservatório de hidrato de metano sedimentar provavelmente contém 2 a 10 vezes as reservas atualmente conhecidas de gás natural convencional , em 2013. Isso representa uma fonte futura potencialmente importante de combustível de hidrocarboneto . No entanto, na maioria dos locais, os depósitos são considerados muito dispersos para a extração econômica. Outros problemas enfrentados pela exploração comercial são a detecção de reservas viáveis ​​e o desenvolvimento da tecnologia de extração de gás metano dos depósitos de hidrato.

Em agosto de 2006, a China anunciou planos de gastar 800 milhões de yuans (US $ 100 milhões) nos próximos 10 anos para estudar hidratos de gás natural. Uma reserva potencialmente econômica no Golfo do México pode conter aproximadamente 100 bilhões de metros cúbicos (3,5 × 10 12  pés cúbicos) de gás. Bjørn Kvamme e Arne Graue , do Instituto de Física e Tecnologia da Universidade de Bergen , desenvolveram um método para injetar CO^
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em hidratos e revertendo o processo; extraindo assim CH 4 por troca direta. O método da Universidade de Bergen está sendo testado em campo pela ConocoPhillips e pela Japan Oil, Gas and Metals National Corporation (JOGMEC), e parcialmente financiado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos. O projeto já atingiu a fase de injeção e estava analisando os dados resultantes até 12 de março de 2012.

Em 12 de março de 2013, os pesquisadores da JOGMEC anunciaram que haviam extraído com sucesso gás natural de hidrato de metano congelado. Para extrair o gás, um equipamento especializado foi usado para perfurar e despressurizar os depósitos de hidrato, fazendo com que o metano se separasse do gelo. O gás foi então coletado e canalizado para a superfície onde foi aceso para provar sua presença. De acordo com um porta-voz do setor, "[foi] o primeiro experimento offshore do mundo produzindo gás a partir de hidrato de metano". Anteriormente, o gás era extraído de depósitos onshore, mas nunca de depósitos offshore, que são muito mais comuns. O campo de hidrato do qual o gás foi extraído está localizado a 50 quilômetros (31 milhas) do Japão central em Nankai Trough , a 300 metros (980 pés) sob o mar. Um porta-voz da JOGMEC afirmou que "o Japão poderia finalmente ter uma fonte de energia para chamar de sua". O geólogo marinho Mikio Satoh comentou "Agora sabemos que a extração é possível. O próximo passo é ver até que ponto o Japão pode reduzir os custos para tornar a tecnologia economicamente viável." O Japão estima que haja pelo menos 1,1 trilhão de metros cúbicos de metano presos no Nankai Trough, o suficiente para atender às necessidades do país por mais de dez anos.

Tanto o Japão quanto a China anunciaram em maio de 2017 um avanço para a mineração de clatratos de metano, quando extraíram metano de hidratos no Mar do Sul da China . A China descreveu o resultado como um avanço; Praveen Linga, do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da Universidade Nacional de Cingapura, concordou: "Em comparação com os resultados que vimos da pesquisa japonesa, os cientistas chineses conseguiram extrair muito mais gás em seus esforços". O consenso da indústria é que a produção em escala comercial ainda está a anos de distância.

Preocupações ambientais

Os especialistas alertam que os impactos ambientais ainda estão sendo investigados e que o metano - um gás de efeito estufa com cerca de 25 vezes mais potencial de aquecimento global em um período de 100 anos (GWP100) quanto o dióxido de carbono - pode potencialmente escapar para a atmosfera se algo der errado. Além disso, embora mais limpo do que o carvão, a queima de gás natural também cria emissões de carbono.

Hidratos no processamento de gás natural

Operações de rotina

Os clatratos (hidratos) de metano também são comumente formados durante as operações de produção de gás natural, quando a água líquida é condensada na presença de metano em alta pressão. Sabe-se que moléculas de hidrocarbonetos maiores, como etano e propano, também podem formar hidratos, embora moléculas mais longas (butanos, pentanos) não possam se encaixar na estrutura de gaiola d'água e tendam a desestabilizar a formação de hidratos.

Uma vez formados, os hidratos podem bloquear o oleoduto e o equipamento de processamento. Em geral, eles são removidos reduzindo a pressão, aquecendo-os ou dissolvendo-os por meios químicos (o metanol é comumente usado). Deve-se ter cuidado para garantir que a remoção dos hidratos seja cuidadosamente controlada, por causa do potencial para o hidrato passar por uma transição de fase do hidrato sólido para liberar água e metano gasoso em alta taxa quando a pressão é reduzida. A rápida liberação de gás metano em um sistema fechado pode resultar em um rápido aumento da pressão.

Geralmente é preferível evitar que os hidratos formem ou bloqueiem o equipamento. Isso é comumente obtido pela remoção da água ou pela adição de etilenoglicol (MEG) ou metanol , que atuam para diminuir a temperatura na qual os hidratos se formarão. Nos últimos anos, o desenvolvimento de outras formas de inibidores de hidrato foi desenvolvido, como inibidores de hidrato cinético (aumentando o sub-resfriamento necessário que os hidratos requerem para se formar, às custas da taxa de formação de hidrato aumentada) e anti-aglomerados, que não impedem formação de hidratos, mas evita que eles grudem para bloquear o equipamento.

Efeito da transição de fase de hidrato durante a perfuração em águas profundas

Ao perfurar em formações portadoras de petróleo e gás submersas em águas profundas, o gás do reservatório pode fluir para o poço e formar hidratos de gás devido às baixas temperaturas e altas pressões encontradas durante a perfuração em águas profundas. Os hidratos de gás podem, então, fluir para cima com lama de perfuração ou outros fluidos descarregados. Quando os hidratos sobem, a pressão no anular diminui e os hidratos se dissociam em gás e água. A rápida expansão do gás ejeta fluido do poço, reduzindo ainda mais a pressão, o que leva a mais dissociação de hidratos e mais ejeção de fluido. A expulsão violenta resultante de fluido do anel é uma causa potencial ou contribuinte para o "chute". (Chutes, que podem causar blowouts, normalmente não envolvem hidratos: veja Blowout: chute de formação ).

As medidas que reduzem o risco de formação de hidratos incluem:

  • Altas taxas de fluxo, que limitam o tempo para a formação de hidratos em um volume de fluido, reduzindo assim o potencial de kick.
  • Medição cuidadosa do fluxo da linha para detectar obstrução incipiente de hidrato.
  • Cuidado adicional na medição quando as taxas de produção de gás são baixas e a possibilidade de formação de hidratos é maior do que em taxas de fluxo de gás relativamente altas.
  • O monitoramento do revestimento do poço após ele ser " fechado " (isolado) pode indicar a formação de hidrato. Após o "fechamento", a pressão sobe enquanto o gás se difunde através do reservatório para o furo ; a taxa de aumento de pressão exibe uma taxa reduzida de aumento enquanto os hidratos estão se formando.
  • As adições de energia (por exemplo, a energia liberada pela cura do cimento usado na completação do poço) podem aumentar a temperatura e converter hidratos em gás, produzindo um "impulso".

Recuperação de explosão

Diagrama de conceito de cúpulas de contenção de óleo, formando funis de cabeça para baixo para canalizar o óleo para os navios de superfície. A plataforma de petróleo afundada está próxima.

Em profundidades suficientes, o metano se complexifica diretamente com a água para formar hidratos de metano, como foi observado durante o derramamento de óleo da Deepwater Horizon em 2010. Os engenheiros da BP desenvolveram e implantaram um sistema submarino de recuperação de óleo sobre o derramamento de um poço de águas profundas de 1.500 m (5.000 pés) abaixo do nível do mar para capturar o óleo que escapa. Isso envolveu a colocação de uma cúpula de 125 toneladas (276.000 lb) sobre o maior dos vazamentos do poço e a tubulação para um recipiente de armazenamento na superfície. Esta opção tinha o potencial de coletar cerca de 85% do vazamento de óleo, mas não foi testada anteriormente em tais profundidades. A BP implantou o sistema de 7 a 8 de maio, mas falhou devido ao acúmulo de clatrato de metano dentro da cúpula; com sua baixa densidade de aproximadamente 0,9 g / cm 3, os hidratos de metano se acumularam na cúpula, adicionando flutuabilidade e obstruindo o fluxo.

Clatratos de metano e mudanças climáticas

O metano é um poderoso gás de efeito estufa . Apesar de sua meia-vida atmosférica curta de 12 anos, o metano tem um potencial de aquecimento global de 86 em 20 anos e 34 em 100 anos (IPCC, 2013). A liberação repentina de grandes quantidades de gás natural de depósitos de clatrato de metano foi considerada a causa de mudanças climáticas passadas e possivelmente futuras . Os eventos possivelmente relacionados dessa forma são o evento de extinção Permiano-Triássico e o Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno .

Cientistas climáticos como James E. Hansen prevêem que clatratos de metano em regiões de permafrost serão liberados por causa do aquecimento global, liberando poderosas forças de feedback que podem causar mudanças climáticas descontroladas .

Pesquisas realizadas em 2008 no Ártico Siberiano encontraram milhões de toneladas de metano sendo liberadas com concentrações em algumas regiões chegando a 100 vezes acima do normal.

Enquanto investigavam o Oceano Ártico Siberiano Oriental durante o verão, os pesquisadores foram surpreendidos pela alta concentração de metano e teorizaram que ele estava sendo liberado de bolsões de clatratos de metano incrustados no gelo no fundo do mar que haviam sido desestabilizados por águas mais quentes.

Em 2014, com base em sua pesquisa nas margens continentais do Atlântico norte dos Estados Unidos, do Cabo Hatteras a Georges Bank , um grupo de cientistas do US Geological Survey, do Departamento de Geociências, da Mississippi State University, do Departamento de Ciências Geológicas, da Brown University e da Terra Resources Technology, alegou que houve vazamento generalizado de metano.

Cientistas do Centro de Hidrato de Gás Ártico (CAGE), Meio Ambiente e Clima da Universidade de Tromsø , publicaram um estudo em junho de 2017, descrevendo mais de cem crateras de sedimentos oceânicos , com cerca de 300 metros de largura e até 30 metros de profundidade, formados devido a erupções explosivas, atribuídas à desestabilização de hidratos de metano, após o recuo da camada de gelo durante o último período glacial , cerca de 15.000 anos atrás, alguns séculos após o aquecimento de Bølling-Allerød . Essas áreas ao redor do Mar de Barents , ainda filtram metano hoje, e protuberâncias ainda existentes com reservatórios de metano podem eventualmente ter o mesmo destino.

Hidratos de gás natural para armazenamento e transporte de gás

Como os clatratos de metano são estáveis ​​a uma temperatura mais alta do que o gás natural liquefeito (GNL) (−20 vs −162 ° C), há algum interesse em converter gás natural em clatratos (Gás Natural Solidificado ou SNG) em vez de liquidificá-lo durante o transporte por navios de mar . Uma vantagem significativa seria que a produção de hidrato de gás natural (NGH) a partir do gás natural no terminal exigiria uma planta de refrigeração menor e menos energia do que o GNL. Compensando isso, para 100 toneladas de metano transportadas, 750 toneladas de hidrato de metano teriam que ser transportadas; uma vez que isso exigiria um navio de 7,5 vezes maior deslocamento, ou exigiria mais navios, é improvável que se prove economicamente viável. Recentemente, o hidrato de metano recebeu um interesse considerável para a aplicação de armazenamento estacionário em grande escala devido às condições de armazenamento muito suaves com a inclusão de tetrahidrofurano (THF) como co-convidado. Com a inclusão do tetrahidrofurano , embora haja uma ligeira redução na capacidade de armazenamento de gás, os hidratos demonstraram ser estáveis ​​por vários meses em um estudo recente a -2 ° C e pressão atmosférica. Um estudo recente demonstrou que SNG pode ser formado diretamente com água do mar em vez de água pura em combinação com THF.

Veja também

Notas

Referências

links externos

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