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Mixed CO2+CH4 Hydrate Formation Kinetics: Experimental Study and Modeling
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2020-12-29 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.0c02988 Vafa Feyzi 1 , Vahid Mohebbi 1
Energy & Fuels ( IF 5.2 ) Pub Date : 2020-12-29 , DOI: 10.1021/acs.energyfuels.0c02988 Vafa Feyzi 1 , Vahid Mohebbi 1
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Multifaceted benefits of natural gas as the cleanest fossil fuel resulted in significant shift from other forms of fossil fuels to natural gas in different sectors over the past years. Applying natural gas as the medium-term future energy source is an effective climate strategy. Recently, gas hydrate gained significant attention as a solution for purification and storage of natural gas. Additionally, naturally occurring methane hydrate deposits as the most abundant unconventional natural gas source can secure the global energy demand for decades. Macroscopic kinetic study and modeling of mixed CO2+CH4 hydrate formation is necessary for commercialization of SNG technology as an applicable method for hydrate-based transportation of natural gas, hydrate-based biogas upgrading, and CH4-CO2 hydrate replacement process for exploitation of naturally occurring methane hydrate reservoirs. Here, the results for CO2+CH4 mixed hydrate formation experiments are reported over a wide range of operational conditions to investigate the kinetics of hydrate formation. The mass transfer limited hydrate formation kinetic approach was applied to model the kinetics of mixed CO2+CH4 hydrate formation. Investigation of the effect of operational conditions revealed that the rate of mixed CO2+CH4 hydrate formation is increased at higher pressures and higher mole fractions of CO2 in the gas phase. At a constant degree of supersaturation, the mixed hydrate formation rate initially decreases by temperature, goes from a minimum around 277 K, and then increases by temperature. Kinetic parameters extracted from the kinetic modeling correlated as functions of pressure, temperature, and gas phase composition.
中文翻译：
混合CO 2 + CH 4水合物形成动力学：实验研究与建模
天然气作为最清洁的化石燃料的多方面好处导致在过去几年中从其他形式的化石燃料向天然气的重大转变。将天然气用作未来的中期能源是一种有效的气候战略。近来，作为天然气纯化和储存的解决方案，天然气水合物得到了广泛的关注。此外，天然甲烷水合物矿床是最丰富的非常规天然气源，可以确保数十年的全球能源需求。天然气动力学研究和混合CO 2 + CH 4水合物形成模型的建立对于SNG技术的商业化是必要的，这是天然气水合物运输，水合物沼气提纯和CH的适用方法。用于开采天然甲烷水合物储层的4 -CO 2水合物替代工艺。在此，在广泛的操作条件下报道了CO 2 + CH 4混合水合物形成实验的结果，以研究水合物形成的动力学。传质受限的水合物形成动力学方法被用于模拟混合的CO 2 + CH 4水合物形成动力学。对操作条件影响的研究表明，在较高压力和较高摩尔分数的CO 2下，混合的CO 2 + CH 4水合物形成速率增加。在气相中。在恒定的过饱和度下，混合水合物的形成速率最初会随温度降低，从最小值约277 K开始，然后随温度升高。从动力学模型中提取的动力学参数与压力，温度和气相组成的函数相关。
更新日期：2021-01-21
中文翻译：
混合CO 2 + CH 4水合物形成动力学：实验研究与建模
天然气作为最清洁的化石燃料的多方面好处导致在过去几年中从其他形式的化石燃料向天然气的重大转变。将天然气用作未来的中期能源是一种有效的气候战略。近来，作为天然气纯化和储存的解决方案，天然气水合物得到了广泛的关注。此外，天然甲烷水合物矿床是最丰富的非常规天然气源，可以确保数十年的全球能源需求。天然气动力学研究和混合CO 2 + CH 4水合物形成模型的建立对于SNG技术的商业化是必要的，这是天然气水合物运输，水合物沼气提纯和CH的适用方法。用于开采天然甲烷水合物储层的4 -CO 2水合物替代工艺。在此，在广泛的操作条件下报道了CO 2 + CH 4混合水合物形成实验的结果，以研究水合物形成的动力学。传质受限的水合物形成动力学方法被用于模拟混合的CO 2 + CH 4水合物形成动力学。对操作条件影响的研究表明，在较高压力和较高摩尔分数的CO 2下，混合的CO 2 + CH 4水合物形成速率增加。在气相中。在恒定的过饱和度下，混合水合物的形成速率最初会随温度降低，从最小值约277 K开始，然后随温度升高。从动力学模型中提取的动力学参数与压力，温度和气相组成的函数相关。
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