اندازه‌گیری و پیش‌بینی شرایط تشکیل هیدرات برای متان و دی‌ اکسید کربن در حضور بازدارنده‌های ترمودینامیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی

2 بوشهر، دانشگاه خلیج فارس، دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی شیمی

چکیده

در این پژوهش، داده‌های تعادلی جدید هیدرات برای گازدی اکسیدکربن در حضور دو بازدارنده گلایکولی و برای گاز متان در حضور دو بازدارنده ترکیبی (گلایکولی + الکترولیتی) در غلظت‌های مختلف با استفاده از روش حجم ثابت اندازه‌گیری شده است. داده‌های تعادلی به‌دست آمده در این تحقیق برای گاز دی اکسیدکربن در مجاورت دو بازدارنده مونو اتیلن گلیکول و دی اتیلن گلیکول و برای گاز متان در حضور بازدارنده ترکیبی کلرید سدیم + دی اتیلن گلیکول و کلرید سدیم + تری اتیلن گلیکول برای حالت‌هایی که داده‌های بسیار محدودی در مراجع وجود دارد، گزارش شده است. جهت تخمین شرایط تشکیل هیدرات برای داده‌های اندازه‌گیری شده از رابطه و مدل ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات (HWHYD) استفاده گردید. نتایج نشان می‌دهد که بین داده‌های اندازه‌گیری شده و تخمین زده شده توسط رابطه و مدل ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات (HWHYD) تطابق خوبی برقرار است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Measurement and Prediction of Hydrate Formation Conditions with Mixed Inhibitors and Modeling by Thermodynamic Models

نویسندگان [English]

  • S.M. Hoseini Nasab 1
  • M. Vafae Sefti 1
  • A.A. Izadpanah 2
1 Department of chemical engineerin, Tarbiat Modares University, Tehran
2 Department of chemical engineerin, Khalij Fars University, Booshehr
چکیده [English]

In this paper new equilibrium data has been obtained for methane hydrate in the presence of three thermodynamic mixed inhibitors: NaCl + DEG, NaCl + TEG and MeOH + TEG as well as for carbon dioxide simple hydrate in the presence of two glycols inhibitors, i.e. monoethylene glycol (MEG) and diethylene glycol (DEG) for various concentrations using constant volume method. In this work, measured equilibrium data has been reported for conditions, for which there is limited reported data. Thermodynamic model and general correlation of Heriot-Watt University have been applied for estimating the measured equilibrium data and good agreements between measured and predicted data were observed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hydrate Formation Condition
  • Equilibrium data
  • Thermodynamics Inhibitor
  • Thermodynamics Model and General Correlation of Heriot-Watt University (HWHYD)
منابع

[1] Sloan.E.D, Clathrate Hydrates of Natural Gases, Third ed, Mrcel, New York,2008.

[2] Englezos P. Clathrate Hydrates. Ind. Eng. Chem. Res. 1993, 32, 1251-1274

[3] Masoudi R., Tohidi B., Danesh A., Todd A.C., Anderson R., Burgass R.W. & Yang J., Measurement and prediction of gas hydrate and hydrated salt equilibria in aqueous ethylene glycol and electrolyte solutions, Masoudi et al. / Chemical Engineering Science 60, pp. 4213 – 4224, 2005.

[4] Masoudi R., Tohidi B., Anderson R., Burgass R.W. & Yang J., Experimental measurement and thermodynamic modelling of clathrate hydrate equilibria and salt solubility in aqueous ethylene glycol and electrolyte solutions, Fluid Phase Equilibria 219, pp. 157–163, 2004.

[5] Eichholz C , Majumdar A., Clarke M.A., Oellrich L.R. & Bishnoi P.R., Experimental Investigation and Calculation of Methane Hydrate Formation Conditions in the Presence of Ethylene Glycol and Sodium Chloride, J. Chem. Eng. Data, pp. 49, 847-851, 2004

[6] Mohammadi A.H. & Richon D., Methane hydrate phase equilibrium in the presence of salt (NaCl, KCl, or CaCl2) + ethylene glycol or salt (NaCl, KCl, or CaCl2) + methanol aqueous solution: Experimental determination of dissociation condition, J. Chem. Thermodynamics 41, pp. 1374–1377, 2009

[7] Maekawa T., Equilibrium Conditions for Carbon Dioxide Hydrates in the Presence of Aqueous Solutions of Alcohols, Glycols, and Glycerol, J. Chem. Eng. Data, 55 (3), pp. 1280–1284, 2010

[8] Afzal W., Mohammadi A.H. & Richon D., Experimental Measurements and Predictions of Dissociation Conditions for Carbon Dioxide and Methane Hydrates in the Presence of Triethylene Glycol Aqueous Solutions, J. Chem. Eng. Data, 52 (5), pp. 2053–2055, 2007.

[9] Afzal W., Mohammadi A.H. & Richon D.,Experimental Measurements and Predictions of Dissociation Conditions for Methane, Ethane, Propane, and Carbon Dioxide Simple Hydrates in the Presence of Diethylene Glycol Aqueous Solutions, J. Chem. Eng. Data, 53 (3), pp. 663–666, 2008.

[10]- جاویدنیا ا.، ایزدپناه ا.ع.، وفائی سفتی م. و ورامینیان ف.، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، دوره ۲7، شماره 4، (1387).

[11] Heriot-Watt University Hydrate model: http://www.pet.hw.ac.uk/ research/hydrate/. (See also: Tohidi, B.; Burgass, R. W.; Danesh, A.; Todd A. C. Hydrate inhibition effect of produced water, Part 1. Ethane and propane simple gas hydrates. SPE 26701. Proc of the SPE Offshore Europe 93 Conference, pp. 255–264, 1993.

[12] Stergaard K.K., Masoudi R., Tohidi B., Danesh A. & Todd A.C., A general correlation for predicting the suppression of hydrate dissociation temperature in the presence of thermodynamic inhibitors, J. Pet. Sci. Eng., 48, pp. 70–80, 2005.

[13]- ایزدپناه ا. ع.، وفائی سفتی م.، ورامینیان ف.، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، دوره ۲۵، شماره 3، ص. ۸۷ (1385).

[14] Ng H.J. & Robinson D.B., Hydrate Formation in Systems Containing Methane, Ethane, Propane, Carbon Dioxide or Hydrogen Sulfide in the Presence of Methanol, Fluid Phase Equilibria, 21, p. 145 (1985).

[15] Chatti I., Delahaye A., Fournaison L. & Petitet J., Benefits and draw bachs of clathrate hydrates, Energy conve. And Manage. 46, pp. 1333 – 1343, 2007.

[16] Behar E., Bourmayer P., Sugir A. & Thomas M., First intenational conference on Natural Gas Hydrate,715, 1994.

[17] Long j.p, Lederhos J.P, Sum A., Christianson R.L. & Sloan E.D. , kinetic Inhibitor of Natural Gas Hydrate Gas Hydrate And Hydrate Prenention, pp. 85-93, 1994.

[18] Svartas T.M., Oveview of Hydrates Research at Rogalands Forskning, presented at BHRA conference on Operational consequences of Hydrate Formation and Inhibition offshore, Cranfield, UK, November 3, 1988.

[19] Katz, D.L., Prediction of condition for hydrate formation in natural gases, Trans. AIME, 160, 140, 1945.

[20]Valderrama J.O., A generalized Patel-Teja equation of state for polar and nonpolar fluids and their mixtures, J. Chem. Eng. Jpn., 23, pp. 87–91, 1990.

[21] Avlonitis D., Danesh A. & Todd A.C, Prediction of VL and VLL Equilibria of Mixtures Containing Petroleum Reservoir Fluids and Methanol With a Cubic EoS, Fluid Phase Equilib., 94, 181–216, 1994.

[22] vander Waals J.H. & Platteeuw J.C., Clathrate Solutions, AdV. Chem. Phys., 2, pp. 1–57, 1959.

[23] Avlonitis D., Thermodynamics of Gas Hydrate Equilibria, Ph.D. Thesis, Department of Petroleum Engineering, Heriot-Watt University, Edinburgh, UK, 1992.

[24] Tohidi K.B., Gas Hydrate Equilibria in the Presence of Electrolyte Solutions, Ph.D. Thesis, Department of Petroleum Engineering, Heriot-Watt University, Edinburgh, UK, 1995.