حلالیت متان و اتان در آب خالص و محلول‌های نمکی سدیم کلرید و منیزیم کلرید در دمای پایین و شرایط غیر تشکیل هیدرات

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی گاز، دانشکده نفت اهواز، دانشگاه صنعت نفت، اهواز، ایران

چکیده

در این پژوهش آزمایش ­ها برای حلالیت متان در آب خالص بین دماهای 15/275 تا 15/300 کلوین و فشارهای 20، 30 و 40 بار و در محلول­ های نمکی سدیم کلرید و منیزیم کلرید به ترتیب با غلظت ­های 529/0، 092/1 و 692/1 مولال و 325/0، 670/0 و 039/1 مولال، بین دماهای 15/275 تا 15/290 کلوین و فشارهای 20 و 30 بار انجام شدند. همچنین حلالیت اتان در آب خالص بین دماهای 15/274 تا 15/282 کلوین و فشارهای 2، 4 و 6 بار و در محلول نمکی سدیم کلرید با غلظت ­های 901/1 و 020/3 مولال بین دماهای 15/273 تا 15/278کلوین و فشارهای 4 و 8 بار و در محلول نمکی منیزیم کلرید با غلظت­های 325/0 و 791/0 مولال بین دماهای 15/279 تا 15/285 کلوین و فشارهای 4 و 8 بار بررسی شد. از مدل ­های ترمودینامیکی دووان و همکاران و مائو و همکاران نیز برای محاسبه حلالیت گازهای متان و اتان در محلول­ های نمکی سدیم کلرید و منیزیم کلرید استفاده شد می ­توانگفتکه مدل­های ترمودینامیکی ارایهشده تطابقپذیری به نسبت خوبیرا بانتیجه ­های آزمایشگاهی نشاندادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Dieckmann V., Fowler M., Horsfield B., Predicting the Composition of Natural Gas Generated by the Duvernay Formation (Western Canada Sedimentary Basin) Using a Compositional Kinetic Approach, Organic Geochemistry, 35(7): 845-862 (2004).

[2] Sassen R., Sweet S.T., DeFreitas D., Morelos A., Milkov A., Gas Hydrate and Crude Oil from the Mississippi Fan Foldbelt, Downdip Gulf of Mexico Salt Basin: Significance to Petroleum System, Organic Geochemistry, 32(8): 999-1008 (2001).

[3] Wang L.-K., Chen G.-J., Han G.H., Guo X.-Q, Guo T.-M, Experimental Study on the Solubility of Natural Gas Components in Water with or Without Hydrate Inhibitor, Fluid Phase Equilibria, 207(1): 143-154 (2003).

[4] Gnanendran N., Amin R., Equilibrium Hydrate Formation Conditions for Hydrotrope–Water–Natural Gas Systems, Fluid Phase Equilibria, 221(1): 175-187 (2004).

[5] Raabe G., Janisch J., Koehler J., Experimental Studies of Phase Equilibria in Mixtures Relevant for the Description of Natural Gases, Fluid Phase Equilibria, 185(1): 199-208 (2001).

[6] Bunsen R., Ueber das Gesetz der Gasabsorption, Justus Liebigs Annalen der Chemie, 93(1): 1-50 (1855).

[7] Frolich P.K., Tauch E.J., Hogan J.J., Peer A.A., Solubilities of Gases in Liquids at High Pressure, Industrial & Engineering Chemistry, 23(5): 548-550 (1931).

[8] Lekvam K., Bishnoi P.R., Dissolution of Methane in Water at Low Temperatures and Intermediate Pressures, Fluid Phase Equilibria, 131(1): 297-309 (1997).

[9] Song K.Y., Feneyrou G., Fleyfel F., Martin R., Lievois H., Kobayashi R., Solubility Measurements of Methane and Ethane in Water at and Near Hydrate Conditions, Fluid Phase Equilibria, 128(1): 249-259 (1997).

[10] Michels A., Gerver J., Bijl A., The Influence of Pressure on the Solubility of Gases, Physica, 3(8): 797-808 (1936).

[11] Duffy J.R., Smith N.O., Nagy B., Solubility of Natural Gases in Aqueous Salt Solutions—I: Liquidus Surfaces in the System CH4-H2O-NaCl2-CaCl2 at Room Temperatures and at Pressures Below 1000 Psia, Geochimica et Cosmochimica Acta, 24(1): 23-31 (1961).

[12] Ben-Naim A., Yaacobi M., Effects of Solutes on the Strength of Hydrophobic Interaction and Its Temperature Dependence, The Journal of Physical Chemistry, 78(2): 170-175 (1974).

[13] Blount C., Price L., "Solubility of Methane in Water under Natural Conditions: a Laboratory Study", Final Report, April 1, 1978-June 30, 1982., Idaho State Univ., Pocatello (USA). Dept. of Geology (1982).

[14] Cramer S.D., Solubility of Methane in Brines from 0 to 300. degree. C., Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development, 23(3): 533-538 (1984).

[15] Anthony R.G., McKetta J.J., Phase Equilibrium in the Ethylene-Water System, Journal of Chemical and Engineering Data, 12(1): 17-20 (1967).

[16] Anthony R.G., McKetta J.J., Phase Equilibrium in the Ethylene-Ethane-Water System, Journal of Chemical and Engineering Data, 12(1): 21-28 (1967).

[17] Kim Y., Ryu S.K., Yang S.O., Lee C.S., Liquid Water-Hydrate Equilibrium Measurements and Unified Predictions of Hydrate-Containing Phase Equilibria for Methane, Ethane, Propane, and Their Mixtures, Industrial & Engineering Chemistry Research, 42(11): 2409-2414 (2003).

[18] Rettich T.R., Handa Y.P., Battino R., Wilhelm E., Solubility of Gases in Liquids. 13. High-Precision Determination of Henry's Constants for Methane and Ethane in Liquid Water at 275 to 328 K, The Journal of Physical Chemistry, 85(22): 3230-3237 (1981).

[19] Yaacobi M., Ben-Naim A., Solvophobic Interaction, The Journal of Physical Chemistry, 78(2): 175-178 (1974).

[20] Duan Z., Mao S., A Thermodynamic Model for Calculating Methane Solubility, Density and Gas Phase Composition of Methane-Bearing Aqueous Fluids from 273 to 523K and from 1 to 2000bar, Geochimica et Cosmochimica Acta, 70(13): 3369-3386 (2006).

[21] Duan Z., Møller N., Weare J.H., An Equation of State for the CH4-CO2-H2O System: II. Mixtures from 50 to 1000 C and 0 to 1000 bar, Geochimica et Cosmochimica Acta, 56(7):
2619-2631 (1992).

[22] Duan Z., Møller N., Weare J.H., An Equation of State for the CH 4-CO 2-H 2 O System: I. Pure Systems from 0 to 1000 C and 0 to 8000 bar, Geochimica et Cosmochimica Acta, 56(7): 2605-2617 (1992).

[23] Pitzer K.S., Thermodynamics of Electrolytes. I. Theoretical Basis and General Equations, The Journal of Physical Chemistry, 77(2): 268-277 (1973).

[24] Pitzer K.S., Peiper J.C., Busey R., Thermodynamic Properties of Aqueous Sodium Chloride Solutions, Journal of Physical and Chemical Reference Data, 13(1): 1-102 (1984).

[25] Najafi M., Mohebbi V., Solubility Measurement of Carbon Dioxide in Water in the Presence of Gas Hydrate, Journal of Natural Gas Science and Engineering, 21: 738-745 (2014).