Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Nashrieh Shimi va Mohandesi Shimi Iran

Investigating the Improving Effect of Tetrabutylammonium Chloride and Iron Oxide Nanoparticles on the Conditions of Carbon Dioxide Hydrate Formation

Document Type : Research Article

Authors
Najmeh Moghadamzadegan
Hassan Pahlavanzadeh
Process Department, Faculty of Chemical Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, IR. IRAN
Abstract
Nowadays, the need for natural gas and its increasing demand is an obligatory issue. Gas hydrate use is a method for storing and transporting gas that has received much attention. High pressure & low temperature & low-speed formation of hydrate formation hydrate production are their disadvantages, so different improvers are used to eliminate the fault. Thermodynamic improvers change the thermodynamic conditions and bring the temperature and pressure of hydrate formation closer to the ambient temperature and pressure. Kinetic improvers at affect the kinetics of the system have reduced the hydrate induction time and increased its formation rate. In this case, TBAC improver with Fe2O3 magnetic nanoparticles influenced the formation of carbon dioxide gas hydrate investigated.
Keywords
Carbon dioxide gas
Gas hydrate
TBAC salt
Fe2O3 nanoparticle

Subjects

[1] مقدم زادگان، نجمه؛ پهلوانزاده، حسن، بررسی تاثیرات نانو ذرات مغناطیسی و بهبود دهنده­ها در تشکیل هیدرات، هفتمین کنفرانس بین المللی مهندسی شیمی و نفت، 1 تا 7 (1400).
[2] مقدم زادگان، نجمه؛ پهلوانزاده، حسن، تشکیل هیدرات گازی کربن دی اکسید همراه با 025/0 گرم نانو ذرات مغناطیسی Fe2O3، ششمین کنفرانس بین المللی مطالعات جهانی در علوم تکنولوژی و مهندسی، 1 تا 13 (1401).
[3] Castellani B., Nicolini A., Analysis and Experimental Study on Natural Gas Hydrate Exploitation Processes, Switzerland. Processes, 11(3): 727 (2023).
[4] Bozorgian A., Investigation of Hydrate Formation Phenomenon and Hydrate Inhibitors, USA. Journal of Engineering in Industrial Research, 1(2): 99-110 (2020).
[5] Warzinskia R., Riestenberg D., Gabitto J., Heljasmaa I., Lynn R., Tsouris C., Formation and Behavior of Composite CO2 Hydrate Particles in a High-Pressure Water Tunnel Facility, USA. Chemical Engineering Science, 63(12): 3235-3248 (2008).
[6] Pahlavanzadeh H., Kamran-Pirzaman A., Mohammadi AH., Thermodynamic Modeling of Pressure-Temperature Phase Diagrams of Binary Clathrate Hydrates of Methane, Carbon Dioxide or Nitrogenþtetrahydrofuran, 1,4-Dioxane or Acetone . USA. Fluid Phase Equilibria. 320: 32-37 (2012).
[7] Pahlavanzadeh H., Nouri S., Mohammadi AH., Manteghian M., Experimental Measurements and Thermodynamic Modeling of Hydrate Dissociation Conditions in CO2+THF+NaCl+ Water Systems. USA. The Journal of Chemical Thermodynamics. 141: 105956 (2020).
[8] Kim S., Beak ll H., Jong Y., young S., Guest Gas Enclathration in Tetra-n-Butyl Ammonium Chloride (TBAC) Semiclathrates: Potential Application to Natural Gas Storage and CO2 Capture, USA. Jurnal of Applied Energy, 140: 107-112 (2015).
[9] محمدی، ابوالفضل؛ پاکزاد، مهرداد؛ عظیمی، علیرضا، اندازه گیری میزان گاز مصرفی در فرآیند تشکیل هیدرات کربن دی اکسید در سیستم آب+کربن دی اکسید+تترا ان بوتیل آمونیوم فلوراید، دو ماهنامه علمی-پژوهشی پژوهش نفت، (1)27: 164 تا 172 (1396).
[10] Zare M., Haghtalab A., Ahmadi A N., Nazari KH., Experiment and Thermodynamic Modeling of Methane Hydrate Equilibria in the Presence of Aqueous Imidazolium- Based Ionic Liquid Solutions Using Electrolyte Cubic Square Well Equation of State, USA. Fluid Phase Equilibria, 341: 61-69 (2013).
 [11] محمدی، ابوالفضل؛ رحمانی، محمد باقر؛ عباچی، محمد؛ افروزی، رضا، اثر تترا- ان بوتیل آمونیوم برماید بر زمان القای تشکیل هیدرات متان در فشار اولیه­ی 8 مگا پاسکال، اولین کنفرانس ملی فرآیندهای گاز و پتروشیمی، 1 تا 8 (1396).
[12] پهلوانزاده، حسن؛ فرهودی، علی؛ آمرئی، علی، مطالعه و مدل سازی شرایط تشکیل هیدرات اتان در حضور بهبود دهنده ترمودینامیکی  تترا هیدرو فوران، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (2)37: 195 تا 204 (1397).
[13] Belandria V., Mohammadi AH., Eslamimanesh A., Dominique., R., Sánchez-Mora M., Galicia-Luna L., Phase Equilibrium Measurements for Semiclathrate Hydrates of the (CO2 + N2 + tetra-n-Butylammonium Bromide) Aqueous Solution System, USA. Fulid Phase Equilibrai, 322: 105-112 (2012). 
[14] Arjang S., Manteghian M., Mohammadi A., Effect of Synthesized Silver Nanoparticles in Promoting Methane Hydrate Formation at 4.7 MPa and 5.7 MPa, USA. Chemical Engineering Research and Design, 91(6): 1050-1054 (2013).
[15] ارژنگ، صمد؛ منطقیان، مهرداد؛ میر دامادی، م؛ موسوی صفوی، سید محمود، اثر نانو سیالات  حاوی نانو ذرات نقره در تسهیل تشکیل هیدرات های متان. اولین همایش ملی هیدرات گازی ایران، 1 تا 14 (1390).
[16] علیشاهی، رعنا؛ زبر دست، س؛ حق طلب، ع، بررسی آزمایشگاهی اثر نانو ذرهای آهن اکسید و روی اکسید بر تشکیل هیدرات کربن دی اکسید، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4)39: 1 تا 12 (1399).
[17] ادیب نیا، وحید؛ میر باقری، مرضیه سادات؛ بهرامیان، علیرضا، بررسی کاربرد نانوذرات در ذخیره سازی گاز در ساختارهای هیدرات گازی. اولین همایش ملی هیدرات گازی ایران، 1 تا 9 (1390).
[18] Mohammadi M., Haghtalab A., Fakhroueian Z., Experimental Study and Thermodynamic Modeling of CO2 Gas Hydrate Formation in Presence of Zinc Oxide Nanoparticles, USA. J. Chem. Thermodynamics, 96: 24-33 (2016).   
 [19] علیشاهی، رعنا؛ زبر دست، س؛ حق طلب، ع، بررسی آزمایشگاهی اثر نانو ذرهای آهن اکسید و روی اکسید بر تشکیل هیدرات کربن دی اکسید، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4)39: 1 تا 12 (1399).
[20] فرهادی، امیر؛ محبی، وحید،  بررسی سینتیک تشکیل هیدرات کربن دی اکسید در راکتور همزن دار در شرایط حجم ثابت، نشریه مهندسی شیمی ایران، (89)15: 111 تا 123 (1395).
[21] کیشان رودباری، سارا؛ پهلوانزاده، حسن، بررسی شرایط ترمودینامیکی تشکیل هیدرات کربن دی اکسید در حضور بهبود دهنده نمکی TBAC در غلظت بالا، دومین همایش ملی هیدرات گازی ایران، 1 تا 7 (1392).     
[22] Li Sh., Fan Sh., Wang J., Lang Xe., Wang Y., Semiclathrate Hydrate Phase Equilibria for CO2 in the Presence of Tetra-n-butyl Ammonium Halide (Bromide, Chloride, or Fluoride), USA. Journal of Chemical & Engineering Data, 55(9): 3212-3215 (2010).