Open pijp; Shell ontstopt onderzeese gasleidingen

ONDERZEESE pijpleidingen voor het transport van gas raken nogal eens verstopt. Het altijd aanwezige water vormt met lichte koolwaterstoffen zoals butaan en propaan een soort natte sneeuw, de zogenaamde gashydraten.

Een vrij radicale oplossing om de vorming van deze hydraatkristallen tegen te gaan is het verwijderen van het aanwezige water. Maar dat is, evenals het verlagen van de druk in de leiding, een kostbare zaak, zeker wanneer het slechts kleinere gasvelden betreft. Daarom wordt vaak een soort antivries aan het water/gasmengsel toegevoegd waardoor het vriespunt van de hydraten daalt en kristalvorming minder snel optreedt. Veelgebruikte antivriesstoffen zijn glycol en methanol. Maar hiervan zijn vrij grote hoeveelheden nodig, die weer moeten worden teruggewonnen, wat veel geld kost. Oliemaatschappijen zoeken daarom naar efficiëntere hydraatkristalgroeiremmers.

Een van de resultaten van de inspanningen is het polymeer poly-N-vinyl-2-pyrrolidon (PVP). Het kan zich hechten aan een groeiend hydraatkristal waardoor de aangroei ervan vertraagt of zelfs stopt. Helaas plakken de in aanwezigheid van het PVP ontstane kristallen veel steviger aan de wanden van een pijpleiding.

Andere potentiële remmers van kristalgroei zijn de ammoniumzouten. Ze hebben affiniteit voor hydraten, ze kunnen er zelfs worden ingebouwd. Maar hoewel ze de groei remmen, stoppen ze deze niet. Onderzoekers van het Shell Research and Technology Centre in Amsterdam hebben enkele ammoniumzouten onlangs voorzien van een lange, waterafstotende staart, waardoor het een soort zeepmoleculen worden. Wanneer de geladen ammoniumkop eenmaal is ingebouwd in het groeiende hydraatkristal, steekt deze moleculaire staart naar buiten en schermt het kristal af. Hierdoor blijven de kristallen klein en kunnen ze geen verstoppingen veroorzaken. Tijdens experimenten bleek dat zelfs de hechting van hydraatkristallen aan de pijpwanden werd geblokkeerd. De moleculen bedekten de wand met een dun, waterafstotend laagje. Vergeleken met de hoeveelheid glycol die bij het gasmengsel wordt gevoegd, was van dit zout maar een fractie nodig.

UITZAKKEN

De meest actieve zouten werden geïdentificeerd als fosfoniumzouten. Daar waar in het ammoniumzout een stikstofatoom zit, dragen zij een fosforatoom. Hoe effectief ze zijn bleek tijdens experimenten in proefopstellingen en in de praktijk. Normaal vormen de kristallen zich bij een temperatuur van ongeveer 20 ß8 C, terwijl de temperatuur van de zeebodem zo'n 4 tot 5 ß8 C bedraagt. Door toevoeging van het fosfoniumzout konden de onderzoekers van Shell bij die temperatuur nog steeds gas transporteren zonder dat zich verstoppingen voordeden. Er werden echter ook omstandigheden gecreëerd waarbij door het uitzakken van water - wanneer de leiding een tijdje niet in gebruik was geweest - de vorming van 'gewone' ijskristallen problemen ging opleveren. Daar moeten ze nu een oplossing voor vinden.

De fosfoniumzouten zijn de meest effectieve hydraatgroeiremmers tot nu toe. Ze kunnen heel eenvoudig en van goedkope basismaterialen worden gesynthetiseerd. Eenmaal geabsorbeerd op sedimentdeeltjes zijn ze gemakkelijk biologisch afbreekbaar, zodat ook de belasting voor het milieu wordt beperkt. Bovendien wordt het grootste gedeelte van het geïnjecteerde materiaal weer opgevangen. Er is inmiddels octrooi aangevraagd en het is de verwachting dat de eerste producten volgend jaar op de markt zullen verschijnen.