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Methane hydrate film growth measurements by microscopy

by Breton, Andre

Abstract (Summary)
Les hydrates gazeux font partis de la catégorie des complexes d’inclusion. Ce type de molécule se forme lorsque des molécules d’eau se structurent par liaisons hydrogène pour former une cage pouvant accepter une molécule «invité» d’une grandeur appropriée. Ces complexes sont thermodynamiquement stable à basse temperatures (~ 0°C) et pressions relativement élevées. Ces conditions sont reproduites dans les fonds marins. Ceux-ci abritent une énorme quantité d’hydrates gazeux, ce qui en fait la plus grande source d’hydrocarbures sur terre. Les hydrates gazeux sont également étudiés parce qu’ils se forment dans les conduits transportant du gaz ou du pétrole causant plusieurs problèmes.

Une série d’expériences a été réalisée afin de déterminer l’efficacité de VP/VC à ralentir la croissance d’hydrates par rapport à une solution d’eau déionisée. La cinétique de formation d’une pellicule d’hydrate a été comparée en utilisant deux méthodes d’analyse: la microscopie et la consommation de gaz par le système. Les pressions and températures examinées pour chaque solution variaient respectivement entre 5000-7000kPa et 274-276K. La consommation de gaz et la hauteur du film étaient suivies tout au long de l’expérience.

Il a été remarqué que la période de croissance du film d’hydrates mesurée par microscopie pouvait être séparée en deux phases distinctes: la croissance initiale et la deuxième croissance. La vitesse de croissance initiale mesurée était significativement supérieure à celle de la deuxième croissance (3 à 300 fois supérieure). La saturation de la phase liquide est suspectée d’influencer les valeurs de vitesse de croissance initiale ainsi que la hauteur initiale du film. La vitesse croissance initiale mesurée avec VP/VC était plus élevée qu’en présence d’eau déionisée à 1 et 2°C. Les résultats à 3°C montraient une tendance inverse. Les estimations de l’épaisseur initiale du film mesurée à différentes conditions démontraient que celle-ci était inversement proportionnelle au sous-refroidissement. D’après les résultats obtenus, la vitesse de croissance de la seconde phase en présence d’eau augmentent lorsque la pression ou le sous-refroidissement est augmentée. Les vitesses de seconde phase de croissances obtenues en présence de VP/VC sont significativement inférieures par rapport aux expériences effectuées avec de l’eau déionisée. De plus, il n’a pas été possible de déterminer avec certitude si la vitesse de croissance était influencée par les conditions expérimentales en présence de VP/VC.

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Bibliographical Information:

Advisor:Phillip Servio (Internal/Supervisor)

School:McGill University

School Location:Canada - Quebec / Québec

Source Type:Master's Thesis

Keywords:engineering heat and thermodynamics

ISBN:

Date of Publication:01/01/2007

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