بررسی سینتیکی تشکیل هیدرات اتیلن در حضور سوسپانسیون نانوذره نقره

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، ،صندوق پستی 143 ـ 14115تهران، ایران

2 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی 114 ـ 14115، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش سینتیک تشکیل هیدرات اتیلن در حضور سوسپانسیون نانوذره­ ی نقره بررسی شد. زمان القای هیدرات اتیلن در فشارهای 14 و 16 بار و دمای 4 درجه­ ی سلسیوس اندازه‌گیری شد. زمان القای هیدرات اتیلن در تمامی غلظت‌های سوسپانسیون نانوذره نقره نسبت به آب خالص کاهش یافت. کم ­ترین زمان القا در فشار 14 بار، 21 دقیقه و در فشار 16 بار 17 دقیقه بود که نسبت به آب خالص به ترتیب 93 درصد و 87 درصد کاهش دیده شد. آزمایش‌های تشکیل هیدرات در دمای 5/1 درجه سلسیوس و فشار اولیه 30 بار انجام شد. پس از پایان یافتن تشکیل هیدرات، نتیجه­ ها بیانگر افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی هیدرات در تمامی غلظت‌های سوسپانسیون نانوذره نقره بود. بیشینه­ ی مقدار ظرفیت ذخیره‌ سازی 85/151 بود که در حضور سوسپانسیون نانوذره­ ی نقره با غلظت ppm 5 به دست آمد. این مقدار نسبت به آزمایشی که در حضور آب خالص انجام شد 3/261 درصد افزایش داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Sloan E.D., Fundamental Principles and Applications of Natural Gas Hydrates, Nature, 426(6964): 353–363 (2003).

[2] Sloan E.D., Koh C., "Clathrate Hydrates of Natural Gases", CRC press (2007).

[3] Hao W., Wang J., Fan S., Hao W., Evaluation and Analysis Method for Natural Gas Hydrate Storage and Transportation ProcessesEnergy Convers. Manag., 49(10): 2546–2553 (2008).

[4] Javanmardi J., Nasrifar K., Najibi S.H., Moshfeghian M., Economic Evaluation of Natural Gas Hydrate as an Alternative for Natural Gas Transportation, Appl. Therm. Eng., 25(11): 1708–1723 (2005).

[5] Warzinski R.P., Riestenberg D.E., Gabitto J., Haljasmaa I.V., Lynn R.J., Tsouris C., Formation and Behavior of Composite CO2 Hydrate Particles in a High-Pressure Water Tunnel Facility, Chem. Eng. Sci., 63(12): 3235–3248 (2008).

[6] Douzet J., Kwaterski M., Lallemand A., Chauvy F., Flick D., Herri J.M., Prototyping of a Real Size Air-Conditioning System Using a Tetra-n-Butylammonium Bromide Semiclathrate Hydrate Slurry as Secondary Two-Phase Refrigerant–Experimental Investigations and Modelling, Int. J. Refrig., 36(6): 1616–1631 (2013).

[7] Shi X.J., Zhang P., A Comparative Study of Different Methods for the Generation of Tetra-n-Butyl Ammonium Bromide Clathrate Hydrate Slurry in a Cold Storage Air-Conditioning System, Appl. Energy, 112: 1393–1402 (2013).

[8] Ngema P.T., Petticrew C., Naidoo P., Mohammadi A.H., Ramjugernath D., Experimental Measurements and Thermodynamic Modeling of the Dissociation Conditions of Clathrate Hydrates for (Refrigerant+ NaCl+ Water) Systems, J. Chem. Eng. Data, 59(2): 466–475 (2014).

[9] پارسامهر، صدیقه؛ ورامینیان، فرشاد؛ روستا، هادی؛ توحیدی، بهمن،  بررسی اثر سینتیکی مبرد R22 در غلظت­های کم بر روی تشکیل هیدرات متان، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2) 32: 41 تا 45 (1392).

[10] Karimi R., Varaminian F., Izadpanah A.A., Mohammadi A.H., Effects of Different Surfactants on the Kinetics of Ethane‐Hydrate Formation: Experimental and Modeling Studies, Energy Technol., 1(9): 530–536 (2013).

[11] Du J., Li H., Wang L., Effects of Ionic Surfactants on Methane Hydrate Formation Kinetics in a Static System, Adv. Powder Technol., 25(4): 1227–1233 (2014).

[12] Saw V.K., Gudala M., Udayabhanu G., Mandal A., Laik S., Kinetics of Methane Hydrate Formation and Its Dissociation in Presence of Non-Ionic Surfactant Tergitol, J. Unconv. Oil Gas Resour., 6: 54–59 (2014).

[13] Karimi R., Varaminian F., Izadpanah A.A., Mohammadi A.H., Effects of Two Surfactants Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) and Polyoxyethylene (20) Sorbitan Monopalmitate (Tween (R) 40) on Ethane Hydrate Formation Kinetics: Experimental and Modeling Studies, J. Nat. Gas Sci. Eng., 21: 193–200 (2014).

[14] Kakati H., Mandal A., Laik S., Promoting Effect of Al2O3/ZnO-Based Nanofluids Stabilized by SDS Surfactant on CH4+C2H6+C3H8 Hydrate Formation, J. Ind. Eng. Chem., 35: 357–368 (2016).

[15] Zhou S.D., Yu Y.S., Zhao M.M., Wang S.L., Zhang G.Z., Effect of Graphite Nanoparticles on Promoting CO2 Hydrate Formation, Energy & Fuels, 28(7): 4694–4698 (2014).

[16] Mohammadi A., Manteghian M., Haghtalab A., Mohammadi A.H., Rahmati-Abkenar M., Kinetic Study of Carbon Dioxide Hydrate Formation in Presence of Silver Nanoparticles and SDS, Chem. Eng. J., 237: 387–395 (2014).

[17] Pahlavanzadeh H., Rezaei S., Khanlarkhani M., Manteghian M., Mohammadi A.H., Kinetic Study of Methane Hydrate Formation in the Presence of Copper Nanoparticles and CTAB, J. Nat. Gas Sci. Eng., 34: 803–810 (2016).

[18] Fakharian H., Ganji H., Naderi-far A., Kameli M., Potato Starch as Methane Hydrate Promoter, Fuel, 94: 356–360 (2012).

[19] Aliabadi M., Rasoolzadeh A., Esmaeilzadeh F., Alamdari A., Experimental Study of Using CuO Nanoparticles as a Methane Hydrate Promoter, J. Nat. Gas Sci. Eng., 27: 1518–1522 (2015).

[20] Ghozatloo A., Shariaty-Niassar M., Hassanisadi M., Effect of Single Walled Carbon Nanotubes on Natural Gas Hydrate Formation, Iran. J. Chem. Eng., 11(3): 67–73 (2014).

[21] Manteghian M., Safavi S.M., Mohammadi A., The Equilibrium Conditions, Hydrate Formation and Dissociation Rate and Storage Capacity of Ethylene Hydrate in Presence of 1, 4-Dioxane, Chem. Eng. J., 217: 379–384 (2013).

[22] Sugahara T., Morita K., Ohgaki K., Stability Boundaries and Small Hydrate-Cage Occupancy of Ethylene Hydrate System, Chem. Eng. Sci., 55(24): 6015–6020 (2000).

[23] Ma C.F., Chen G.J., Wang F., Sun C.Y., Guo T.M., Hydrate Formation of (CH4+C2H4) and (CH4+C3H6) Gas Mixtures, Fluid Phase Equilib., 191(1): 41–47 (2001).

[24] Ghader S., Manteghian M., Kokabi M., Sarraf Mamoory R., Preparation of Truncated Triangular Silver Nanoparticles by a Simple and Rapid Method in Aqueous Solution, Pol. J. Chem., 81(9): 1555–1565 (2007).

[25] Kashchiev D., Firoozabadi A., Nucleation of Gas Hydrates, J. Cryst. Growth, 243(3): 476–489 (2002).

[26] Stryjek R., Vera J.H., PRSV: An Improved Peng-Robinson Equation of State for Pure Compounds and Mixtures, Can. J. Chem. Eng., 64(2): 323–333 (1986).

[27] Klauda J.B., Sandler S.I., A Fugacity Model for Gas Hydrate Phase Equilibria, Ind. Eng. Chem. Res., 39(9): 3377–3386 (2000).