تعیین شرایط تعادل ترمودینامیکی تشکیل هیدرات گازی اتان و هیدرات گازی پروپان با روش سریع و مستقیم

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 9، دوره 16، شماره 3، آذر 1401، صفحه 99-108   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2022.1964583.2051

نویسندگان

اکبر ایراندوخت^{* 1}؛ حسین بریجانیان²

¹استادیار مهندسی شیمی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران.

²مربی مهندسی شیمی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران.

چکیده

       در این پژوهش، یک روش سریع و مستقیم برای تعیین شرایط تعادلی هیدرات گازی ارایه شده است. آزمایش­ها با گاز اتان و پروپان و آب مقطر در یک سامانه واکنشگاهی فشار بالا PARR انجام شد. فشار تعادلی تشکیل هیدرات گازی اتان در دما­های 2، 4، 6، 8، 10، 12 و C° 14 و برای فشار تعادلی هیدرات گازی پروپان در 2، 4 و C° 5 به­صورت تجربی به­دست آمد. مقدار عددی درصد انحراف مطلق نتیجه­های به­دست­آمده از این روش با نتیجه­ های تجربی  Deaton-Frostو سایر پژوهشگران و نیز با نتیجه ­های به­دست­ آمده از پیش­بینی نرم­افزار AQUAlibrium برای هیدرات گازی اتان به­ترتیب معادل 56_/4، 79_/4 و 27_/3 است. همچنین، مقدار عددی درصد انحراف مطلق نتیجه­ های به­دست­آمده از این روش با نتیجه­ های Deaton-Frost و نتیجه­ های پیش­بینی نرم­افزار HWU برای هیدرات گازی پروپان به ترتیب 17_/10 و 31_/13 به­دست آمد.

کلیدواژه‌ها

هیدرات گازی اتان؛ هیدرات گازی پروپان؛ تعادل ترمودینامیکی سه فازی؛ شرایط تعادلی تشکیل هیدرات

مراجع

[1] Bereces, E.M.; Aches, B.; “Gas Hydrate”, Translated by Paksy, L., Elsevier Science Publisher B.V., Amsterdam, 1983.

[2] Kianfar, E.; Hajimirzaee, S.; Faghih, S.M.; Applications, Structure, Formation, Separation Process and Thermodynamics (Chapter 8) in “Advances in Chemistry Research” Volume 62, Edited by Taylor, James C., Nova Science Publishers, 8, 233-262, 2020.

[3] Waite, W.; Boswell, R.; Dallimore, S.; “Frozen Heat a Global Outlook on Methane Gas Hydrates”, Volume 1, United Nations Environment Program, U.S., 2014.

[4] Sloan, E.D.; “Hydrate Engineering”, Edited by Bloys, J.B., Society of Petroleum Engineers Inc., Texas, 2000.

[5] Ruppel, C.; “Gas Hydrate in Nature”; Department of the Interior; U.S. Geological Survey, Fact Sheet, 2017-3080, 2018.

[6] Makogon, Y.F.; “Hydrates of Hydrocarbons”, 2^nd Ed., Penn Well Publishing Co., Oklahoma, 1997.

[7] Demirbas Ayhan; Green Energy and Technology, Methane Gas Hydrate; Springer-Verlag London Limited 2010.

[8] Zhang, B.; Yu, C.; IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 300, 1-6, 2019.

[9] Bai, C.; Su, P.; Su, X.; Guo, J.; Cui, H.; Han, S.; Zhang, G.; Frontiers in Earth Science 10, 876134, 2022.

[10] Tinivella, U.; Accaino, F.; Vedova, D.B.; Geo-Marine Letters 28(2), 97-106, 2008.

[11] Asaoka, T.;  Higashi, N.; Ono, M.; Matsuo, T.; Kumano, H.; Cho, H.; Okada M.; Transactions of the JSME, 80(820), 1-10, 2014

[12] Sloan, E. Dendy; Natural Gas Hydrates; SPE 23562, 1991.

[13] Dalmazzone, C.; Herzhaft, B.; Rousseau, L.; Le Parlouer, P.; SPE Annual Technical Conference and Exhibition, SPE-84315-MS, 2003.

[14] Kayode, I.; Deering, C.E.; Marriott, R.A.; Energies 13, 6295-6304, 2020.

[15] Podenko, L.S.; Nesterov, A.N.; Drachuk, A.O.; Molokitina, N.S.; Reshetnikov, A.M.; Russian Journal of Applied Chemistry 86(10), 1509−1514, 2013.

[16] Sloan, E. Dendy; “Clathrate Hydrates of Natural Gases”, 2^nd Ed., Marcel Dekker InC., New York, 1998.

[17] Sloan, E. Dendy; Carolyn, A. Koh, “Clathrate Hydrates of Natural Gases”, 3^rd Ed., CRC Press, Boca Raton, 2008.

[18] Tohidi, B.; Burgass, R.W.; Danesh, A.; Østergaard K.K.; Todd A.C.; Improving the Accuracy of Gas Hydrate Dissociation Point Measurements, in “Gas Hydrates: Challenges for the Future”; Annals of the New York Academy of Sciences, New Yotk, 2000.

[19] Irandoukht, A.; Brijanian, H.; Dehghani-Mobarakeh, M.; Journal of Applied Research in Chemistry 8(2), 27-35, 1393.

[20] Østergaard, K.K.; Tohidi, B., Danesh, A.; Todd, A.C.; Burgass, R.W.; SPE Production & Facilities 15(4), 228-233, 2000.

[21] Carroll, John J.; “Natural Gas Hydrates A Guide for Engineers”, 2^nd Ed., Gulf Professional Publishing, Texas, 2002.