پیـش‌بینی شرایط تعـادلی تشکیــل و ساختار هیـدرات متـان در حضـور بهبـود ‌دهـنده ترمـودینامیکی اکسید پروپیـلن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه اراک، دانشکده مهندسی شیمی

چکیده

در این تحقیق، شرایط تعادلی و نوع ساختار هیدرات گازی متان در حضور ماده بهبود دهنده ترمودینامیکی اکسید پروپیلن مورد بررسی قرار گرفته است. مطالعه انجام شده بر پایه روشی از ترمودینامیک آماری موسوم به واندروالس و پلاتیو می‌باشد. با اعمال اصلاحات لازم بر مدل فوق برای تعیین ضرایب فعالیت و فوگاسیته اجزای موجود در تعادل، مدلی با دقت بالا و با قابلیت تخمین شرایط تعادلی تشکیل هیدرات در حضور مواد بهبوددهنده توسعه داده شد. پیش‌بینی شرایط تعادلی تشکیل هیدرات متان در حضور اکسید پروپیلن برای ساختارهای SII و SH، نتایج متفاوتی در شرایط دما و فشار تعادلی تشکیل هیدرات ایجاد نموده است، به گونه‌ای که مدل بر مبنای ساختار SH انطباق بالایی با داده‌های آزمایشگاهی دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Equilibrium Conditions and Structure Investigation for Methane Hydrate in the Presence of Propylene Oxide as a Thermodynamic Promoter

نویسندگان [English]

  • M. Illbeigi
  • A. Fazlali
Chemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Arak University
چکیده [English]

In this research, equilibrium conditions for methane gas hydrate and its structure were investigated in the presence of propylene oxide as a thermodynamic promoter. Research was based on a statistical thermodynamic method known as van der Waals-Platteeuw. By carrying out necessary modifications, a model was developed for calculations of activity and fugacity coefficients for prediction of equilibrium conditions for hydrate formation in the presence of hydrate promoter agents. Prediction of equilibrium conditions for methane hydrate in the presence of propylene oxide, based on SII and SH structures gave different results. Only results based on SH structure were in good agreement with experimental data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrate Structures
  • Thermodynamic Modeling
  • Methane Hydrate
  • Thermodynamic hydrate Promoters
منابع

[1] Sloan Jr. E.D., Clathrate Hydrate of Natural Gases, Second Edition, Marcel Dekker, INC. 1998. New York.

[2] Seo Y.T., Kang S.P. & Lee H., “Experimental determination and thermodynamic modeling of methane and nitrogen hydrates in the presence of THF, propylene oxide, 1,4-dioxane and acetone,” Fluid Phase Equilibria, Vol. 189, pp. 99-110, 2001.

[3] van der Waals J.H. & Platteeuw J.C., Clathrate solutions, Advances in Chemical Physics Bd.2, Interscience Publisher, Inc., New York, pp. 1-57, 1959.

[4] Soave G., “Equilibrium constants from a modified Redlich-Kwong equation of state”, Chem. Eng. Sci., Vol. 27, pp. 1197–1203, 1972.

[5] Holder G.D., Gorbin G. & Papadopoulos K.D., “Thermodynamic and molecular properties of gas hydrates from mixtures containing methane Argon, and Krypton”, Ind. Eng. Chem. Fund., Vol. 2, pp. 19- 28, 1980.

[6] Krichevsky I.R. & Kasarnovsky J.S., “Thermodynamical calculations of solubilities of nitrogen and hydrogen in water at high pressures”, J. Am. Chem. Soc., Vol. 57, pp. 2168–2172,1935,

[7] Windmeier C., Experimentelle und theoretische untersuchungen zum phasen- und zersetzungsverhalten von gashydraten. Ph.D. Dissertation, Universit€at Karlsruhe (TH), Karlsruhe, Germany, 2009.

[8] Smith J.M., Van Ness H.C. & Abbott M.M., Introduction to chemical engineering thermodynamic, 7th edition, McGraw-Hill, 2005.

[9] Poling B.E. & Prausnitz J.M., O’Connell, The properties of gases and liquid, 5th ed, New York, Mc Graw-Hill. 2001.

[10] Gmehling & Onken, Vapor-liquid equilibrium data collection, DECHEMA Chemistry Data sev., Frankfurt, 1977.

[11] Javanmardi J., Moshfeghian M. & Peters C., “Modeling of hydrate formation conditions in mixtures of methane”, water and acetone, Iranian journal of science and technology, Vol. 26, pp. 241-248, 2010

[12] Ng H., Robinson D.B. & Ann N.Y., Acad. Science, Vol. 715, pp. 450-462, 1994.