دانلود مقاله مطالعه آزمایشگاهی تشکیل هیدرات نیمه کلاتریت متان در حضور مایع یونی تترا بوتیل آمونیوم برماید

word قابل ویرایش
6 صفحه
21700 تومان


-1 مقدمه

هیدرات های گازی جامدهای کریستالی هستند که در صورت وجود آب و گاز و شرایط دمایی و فشاری مناسـب تشـکیل می شوند. نقش مولکول های آب در تشکیل هیدرات، این است که با پیونـدهای هیـدروژنی خـود، حفـره هـایی مـی سـازند کـه مولکول های گاز درون آن ها به دام می افتند. شرایط مناسب برای تشکیل هیدرات عموما در دماهای پایین و فشارهای بالا اتفاق می افتد. سه ساختار متداول I، II و H برای هیدرات وجود دارد. ساختار های موجود شامل ترکیبی از چندین نوع حفره هسـتند و بسته به مولکول های گازی به دام افته، یکی از این ساختارها ایجاد می شوند. به طـور مثـال متـان، اتـان، کـربن دی اکسـید و هیدروژن سولفید ساختار I را تشکیل می دهند. یکی از ساختارهای غیر معمول هیدرات توسط نمک هـای تتـرا آلکیـل آمونیـوم شکل می گیرد. هیدرات این نمک ها، در ابتدا توسط فـولر و همکـاران (1940) شناسـایی شـد و سـپس مـک مـولان و جفـری (1959) و دایادین و همکاران ( (1988 با استفاده از اشعه ایکس آزمایشاتی روی آن انجام دادنـد. هیـدرات تتـرا بوتیـل آمونیـوم برماید((TBAB نیمه کلاتریت می باشد. این نامگذاری به این دلیل است که بخشی از حفره های ساخته شده بـا مولکـول هـای آب، توسط مولکول بزرگ تترا بوتیل آمونیوم برماید شکسته می شود.[1] کاتیون تترا بوتیل آمونیوم به دلیل بزرگ بودن، شـبکه کریستالی را می شکند و در مرکز چهار حفره بزرگ قرار می گیرد و آنیون برم در ساختار حفره، با مولکول های آب پیوند برقـرار می کند. در شکل 1، یک سلول واحد از این هیدرات دیده می شود که هر یک از کاتیون های تترا بوتیل آمونیوم در مرکـز چهـار حفره قرار گرفته است. قسمت هایی از حفره ها که شکسته شده اند، با خط چین نمایش داده شده است و اتم های برم به صورت کره های تیره رنگ می باشند.[2]


شکل:1 یک سلول واحد از هیدرات نیمه کلاتریت تترا بوتیل آمونیوم برماید[2]

هیدرات تترا بوتیل آمونیوم برماید می تواند، مولکول های گازی کوچکی ماننـد متـان، هیـدروژن و نیتـروژن را در حفـره کوچک خود جای دهد. این نوع هیدرات، دو ساختار A و B دارد که عدد هیدرات آنها به ترتیب 26 و 38 مـی باشـد. ایـن بـدین معنی است که به طور مثال برای نوع B، یک مولکول TBAB و 38 مولکول آب، کریستال هیدرات را تشکیل مـی دهنـد. دمـای ذوب هیدرات های نوع A و B به ترتیب 285/35 و 283 کلوین می باشد. با توجه به دمای سیستم و نسبت جرمـی TBAB بـه آب در محلول، یکی از ساختارهای نیمه کلاتریت ایجاد می شود. برای هر دو نوع ساختار هیدرات نیمه کلاتریت، یک سلول واحد از دو مولکول TBAB ساخته می شود. در جدول 1، خصوصیات هندسی هیدرات نیمه کلاتریت برای یک سلول واحد آورده شده است4]،3،.[2

دومین همایش ملی هیدرات گازی ایران 25-26 اردیبهشت 1392، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه سمنان

جدول :1 خصوصیات هندسی هیدرات نیمه کلاتریت3]،[2

ساختار هیدرات ساختار نیمه کلاتریت

اندازه حفره حفره کوچک حفره بزرگ حفره بزرگ

نوع حفره 512 51262 51263
تعداد حفره موجود در ساختار 6 4 4

تعداد مولکول های آب در نوع A 52

تعداد مولکول های آب در نوع B 76


تترا بوتیل آمونیوم برماید، به عنوان تسریع کننده در فرآیندهای انتقـال، ذخیـره سـازی و جداسـازی گـاز بـا اسـتفاده از تکنولوژی هیدرات، مورد استفاده قرار می گیرد. برای سیستم متان و تترا بوتیل آمونیوم برماید، اولین داده های تعـادلی هیـدرات نیمه کلاتریت، توسط لی و همکاران[ 5] 1 در سال 2007 اندازه گیری شد. سپس ارجمندی و همکاران[ 6] 2 در همان سال و بعد از آن اویاما و همکاران[ 7] 3 در سال 2008 داده های خود را ارائـه کردنـد. در سـال 2009 محمـدی و ریچـون[ 8] 4 و در سـال 2010 سان و سان[ 9] 5 داده های اندازه گیری شده خود را گزارش کردند. در ادامه لی و همکاران[ 10] 6در سال 2011 و بعد از آن محمدی و همکاران[ 11] 7 در همان سال به تحقیقات آزمایشگاهی در این زمینه پرداختند. به دلیل افـزایش ظرفیـت ذخیـره سازی و تشکیل هیدرات متان در فشار اتمسفریک و پایداری آن در دماهای بالاتر در حضور افزودنی تترا بوتیـل آمونیـوم برمایـد، این تحقیقات اهمیت ویژه ای پیدا کرده است.

-2 بخش تجربی

-1-2 مواد

متان با خلوص %99/95 از شرکت Air product تهیه شده است. تترا بوتیل آمونیوم برمایـد بـا خلـوص بـیش از %99 از شرکت Merck آلمان مورد استفاده قرار گرفته است. برای تهیه آب مورد نیاز برای تشکیل هیدرات، از دسـتگاه تقطیـر اسـتفاده شده است.

-2-2 تجهیزات آزمایشگاهی

برای محاسبه داده های تعادلی، راکتوری از جنس فولاد ضد زنگ SS-316 وجود دارد که تـا فشـار 150 بـار مـی توانـد تحمل کند. حجم داخلی مورد استفاده برای تزریق مواد به درون راکتور، 75 سی سی می باشد. دریچه هـایی شیشـه ای نیـز بـه منظور مشاهده درون سلول تعادلی، روی دستگاه در نظر گرفته شده است. درون این سلول یک همزن مغناطیسی قرار دارد که با سرعت 1000 دور در دقیقه می چرخد. در شکل 2، نمایی از این سلول تعادلی نشان داده شده است.

1 Li et al.
2 Arjmandi et al.

3 Oyama et al. 4 Mohammadi and Richon 5 Sun and Sun
6 Lee et al.

7 Mohammadi et al.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 21700 تومان در 6 صفحه
سایر مقالات موجود در این موضوع

دانلود مقاله بررسی اثر عوامل مختلف بر سینتیک تشکیل هیدرات اتان در حضور مواد فعال سطحی

word قابل ویرایش
9 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
مقدمههیدرات ها، جامدهای کریستالی میباشند که در آن ها ترکیبات گازی سبک مثل متان،اتان،پروپان ،دی اکسید کـربن و نیتروژن به عنوان مولکول های مهمان در حفره های آبی که نقش مولکول های میزبان را دارند ذخیره می شـوند.[1] هیـدرات های گازی بسته به اندازه مولکول های گاز می توانند سه نوع ساختار کریستالی ، و را ایجاد کنند. ...

دانلود مقاله مقایسه پیش بینی شرایط تعادل ترمودینامیکی تشکیل هیدرات متان با معادله حالات SRK و CPA

word قابل ویرایش
8 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
-1 مقدمههیدراتهای گازی جامداتی بلورین شبیه یخ هستند که در هر واحد سازنده آن ها یک یا چند مولکول گاز به عنوان مهمان در قفسی از ملکول های آب به عنوان میزبان محصور شده است. هیدرات هنگامی تشکیل میشود که برخی از گازها مانند اجزاء سبک گاز طبیعی (به عنوان مثال متان) با آب در شرایط مناسب دما و فشار در حال تماس باشند. ...

دانلود مقاله بررسی شرایط ترموینامیکی تشکیل هیدرات کربن دی اکسید در حضور بهبود دهنده نمکی TBAC در غلظت بالا

word قابل ویرایش
7 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
مقدمههیدرات گاز طبیعی ترکیب کریستالی جامدی است که از ترکیب آب و گاز به وجود میآید و جزء خانواده کلاتریت ها2 محسوب میشود. مولکول های گازی (مهمان) درون حفرات شبکه آب (میزبان)،که از طریق پیوند هیدروژنی بین مولکول های آب به وجود آمده است، گیر میافتند. نمونه بارز این مولکولهای گازی، ترکیبات کوچکتر از پنتان موجود د ...

دانلود مقاله مدلسازی حذف دیاکسیدکربن از جریان گاز سنتز توسط تشکیل هیدرات Semi - clathrate در حضور بهبوددهنده TBAB و مقایسه آن با نتایج تجربی

word قابل ویرایش
12 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات رشته شیمی
-1 مقدمهیکی از دلایل گرم شدن هوا انتشار دیاکسیدکربنِ ناشی از احتراق سوختهای فسیلی می باشد. از اینرو روشهای جدید برای کاهش انتشار دیاکسیدکربن در حال توسعه است. امروزه توجه به پدیده هیدرات گازی و جنبههای مفید و کاربردی آن، لزوم تحقیق بیشتر در این زمینه را روشن مینماد از چند دهه پیش تاکنون وجود مقادیر بسیار زیاد ...

دانلود مقاله اثر نانوذرات مثلثی نقره بر سرعت تشکیل هیدرات متان

word قابل ویرایش
8 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقدمهیکی از روشهای نگهداری و انتقال گاز طبیعی، استفاده از هیدراتهای گازی است. امروزهتوجه به تولید هیـدراتهـای گازی در صنعت بیشتر از پیش باشد. فشار بالا و سرعت پایین تشکیل هیدرات از مشکلاتی است که صنعتی شدن این فرایند را با مشکل مواجه کرده است. به عبارتی مسئلهی اصلی در تشکیل هیدرات این است که چگونه میتوان میـز ...

دانلود مقاله داده های تعادلی هیدرات های شبه کلاتریت برای سیستم های تترا ان - بوتیل آمونیوم فلوراید + متان/ دی اکسید کربن/ نیتروژن

word قابل ویرایش
9 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقدمههیدرات های گازی ساده، جامدات کریستالی شبیه یخ هستند که از مولکول های گاز احاطه شـده توسـط شـبکه ای از مولکول های آب تشکیل شده و در دماهای پایین یا فشارهای بالا شکل می گیرند. این هیدرات هـا جـزو خـانواده کلاتریـتهـا محسوب میشوند که در آنها مولکول های گازی مهمان درون حفرات شبکه آب (میزبان) که از طریـق پیون ...

دانلود مقاله پیش بینی اثر دو بازدارنده ی متانل و منو - اتیلن گلایکل بر روی تشکیل هیدرات گازی با استفاده از شبکه عصبی

word قابل ویرایش
8 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقدمههیدرات گازی ترکیبات کریستالی جامدی هستند که شبیه برف یا یخ بوده و فرمول عمومی آنها به صورت M.n H2O می باشد که M نشان دهنده ملکول تشکیل دهنده هیدرات و عدد n عدد هیدرات می باشد.برای نمونه در حالتی از هیـدرات متان 8 ملکول متان توسط 46 ملکول آب پوشیده می شود.[1]شناخت پدیده تشکیل هیدرات به سالهای ابتدایی قرن ...

دانلود مقاله تخمین شرایط تعادلی تشکیل هیدرات متان در حضور بازدارنده های ترمودینامیکی به کمک الگوریتم ماشین بردار پشتیبان

word قابل ویرایش
10 صفحه
21700 تومان
دسته بندی : مقالات گوناگون
مقدمههیدرات گازی ذرات یخ مانندی است که از ترکیب آب و مولکولهای میهمان ایجاد میشود. پیوندهای هیدروژنی در میان مولکولهای آب، با ایجاد حفرههایی تشکیل ساختمانی شبکهای را میدهند. تشکیل ذرات کریستالی هیدرات یکی از مشکلات اساسی در صنایع گازی در مراحل تولید، انتقال و فرآیندها میباشد که سبب انسداد خطوط لوله، تجهیزات و ...