مطالعه تجربی سینتیک تشکیل هیدرات متان و ظرفیت ذخیره سازی گاز در حضور تسریع کننده های ترمودینامیکی و سینتیکی
Abstract
هیدراتهای گازی گروهی از ترکیبات بلوری یخ مانند غیر استوکیومتری هستند که از ترکیب مولکولهای آب به عنوان میزبان و مولکولهای گاز با اندازه مناسب به عنوان مهمان تشکیل شده اند. گرچه شرایط تعادلی تشکیل هیدراتهای گازی توسط محققان زیادی مورد مطالعه قرار گرفته اما به مطالعه سینتیک تشکیل هیدرات کمتر پرداخته شده است. موضوع این پایان نامه مطالعه تجربی سینتیک تشکیل هیدرات متان در حضور استون به عنوان تسریع کننده ترمودینامیکی و نمک سدیم دودسیل سولفات (sds) به عنوان تسریع کننده سینتیکی است. بدین منظور چهار پارامتر زمان اولیه تشکیل، سرعت اولیه تشکیل، پایداری و ظرفیت ذخیره سازی هیدرات اندازه گیری شده است. به علاوه برخی از نقاط تعادلی تشکیل هیدرات در حضور استون نیز از آزمایشهای انجام گرفته، حاصل شده است. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که استون به عنوان یک تسریع کننده ترمودینامیکی بر سینتیک تشکیل هیدرات نیز موثر می باشد؛ به نحوی که زمان اولیه و سرعت اولیه تشکیل هیدرات متان در حضور استون افزایش می یابد. ترکیب استون و sds، که یک تسریع کننده سینتیکی است، نیز همین تأثیر را بر زمان اولیه و سرعت اولیه تشکیل هیدرات می گذارد. اما سرعت تشکیل هیدرات در حضور sds به مراتب افزایش بیشتری می یابد. همچنین حضور استون باعث ثبات هیدرات متان در فشار 1 اتمسفر و دمای 5- درجه سانتیگراد می گردد که این خود معیاری از پدیده خود نگهدارندگی، که در انتقال و ذخیره سازی پارامتر مهمی است، می باشد. اما با افزایش دما، تمایل هیدرات حاصل از محلول استون به تجزیه بیشتر می گردد. به علاوه اگرچه بررسی ساختار هیدرات متان حکایت از کاهش ظرفیت ذخیره سازی در حضور استون دارد، اما چنانچه sds در کنار آن مورد استفاده قرار گیرد میزان گاز ذخیره شده درون هیدرات از مقادیر تئوری پیش بینی شده بیشتر خواهد بود. در نهایت از هر آزمایش نقطه تعادلی تشکیل هیدرات در حضور استون اندازه گیری گردید.