اندازه‌گيري ميزان گاز مصرفي در فرآيند تشكيل هيدرات كربن‌دي‌اكسيد در سيستم آب+ كربن‌دي‌اكسيد+ تترا ان بوتيل آمونيوم فلورايد

The Amount of Gas Consumed in the Process of Hydrate Formation for the Systems of Water + Carbon Dioxide and Water + TBAF + Carbon Dioxide

گاز كربن‌دی‌اكسید یكی از شش گاز گلخانه‌ای مورد هدف پیمان كیوتو است كه سهم زیادی در گرمایش زمین دارد. بنابراین جذب این گاز و ممانعت از ورود آن به جو زمین بسیار مهم است. تكنولوژی هیدرات‌های گازی یكی از جدیدترین روش‌های جذب این گاز است. اما سینتیك كند تشكیل هیدرات یكی از مهم‌ترین موانع صنعتی شدن این فرآیند است. در این مقاله، دو مورد از مهم‌ترین پارامترهای سینتیكی تشكیل هیدرات یعنی تعداد مول‌های گاز مصرفی و زمان القای تشكیل هیدرات گازی در سیستم‌های آب+ كربن‌دی‌اكسید و آب+ تترا ان-بوتیل آمونیوم فلوراید(TBAF) + كربن‌دی‌اكسید اندازه‌گیری و بررسی شد. استفاده از TBAF به میزان قابل توجهی زمان القای تشكیل هیدرات را كاهش داد. به طوری كه استفاده از 5% وزنی از این افزودنی در دمای K 15/278 و فشار MPa 8/3، زمان القا را از min 73 به min 9/0 كاهش داد. تعداد مول‌های كربن‌دی‌اكسیدمصرفی در طول فرآیند تشكیل هیدرات و در زمان‌های min 40 و min 350 پس از شروع فرآیند تشكیل هیدرات اندازه‌گیری و محاسبه شد. استفاده از TBAF تعداد مول‌های گاز مصرفی را به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش داد به طوری كه استفاده از 1، 4 و 5% وزنی از TBAF تعداد مول‌های گاز مصرفی را در زمان min 40 پس از شروع فرآیند تشكیل هیدرات به‌ترتیب 5/18%، 3/39% و 9/71% افزایش داد.  

According to Kyoto protocol, carbon dioxide is one of the six large greenhouse gases which causes global warming. Therefor it is very important to prevent it from entering the atmosphere. The  gas hydrate technology is one of the newest methods of carbon dioxide separation, but slow kinetics of this technology is one of the major obstacles to industrialize the process. The induction time of carbon dioxide hydrate formation and the amount of gas have been consumed for the systems of water + carbon dioxide and water + TBAF + carbon dioxide were measured in this research. The experiments were done in a 169 cm3 batch reactor and at temperature 278.15 K and initial pressure 3.8 MPa. Utilization of 5 wt% TBAF decreases the induction time of hydrate formation from 73 min to 0.9 min. The amount of carbon dioxide consumed within 40 min and 350 min of experiments was measured and reported. Utilization of 1, 4, and 5 wt% TBAF within 40 min of experiments increase the amount of carbon dioxide consumed 18.5% ,39.3%, and 71.9%, respectively.