Determinación experimental de los puntos de disociación de hidratos de las mezclas de H2O + C6H14 + CO2

Abstract

RESUMEN:Desde su descubrimiento en 1778, los hidratos conformados por moléculas de agua y gas, eran considerados como curiosidades científicas, más tarde tras su aparición en la industria petrolera, ocasionó bloqueos en ductos de transporte de gas, por lo que su formación es indeseable. Actualmente, gracias a su gran capacidad de almacenamiento, se han buscado nuevas aplicaciones en la industria, entre las más novedosas se encuentran el almacenamiento de gases como CO2 y la desalinización del agua. En este trabajo se determinaron experimentalmente, las condiciones de presión y temperatura para la disociación de hidratos de las mezclas H2O+C6H14+CO2, utilizando un equipo basado en una técnica isocórica no visual. El equipo experimental utilizado consiste, principalmente, de una celda de equilibrio; en la cual se lleva a cabo la formación y disociación de hidratos, un baño termostático; para controlar la temperatura del sistema e instrumentos de medición como sensores de presión y temperatura; los cuales fueron calibrados con el objetivo de disminuir la incertidumbre en los datos experimentales obtenidos. Para validar la metodología y equipo experimental utilizados, se determinaron los puntos de disociación de hidratos para los sistemas H2O+CO2 y H2O+N2. Los resultados experimentales presentaron un comportamiento similar en comparación con datos reportados en la literatura, por lo que el equipo y método experimental utilizados, se validaron para las mezclas H2O+CO2 y H2O+N2. Las condiciones de disociación (presión y temperatura) para sistemas conformados por H2O+CO2 y H2O+N2, se han determinado en intervalos de presión de 1.5 a 4.5 MPa y 22.0 a 33.0 MPa, respectivamente, mientras que para la mezcla H2O+C6H14+CO2 la disociación de hidratos se determinó en un intervalo de 1.5 a 4.0 MPa, modificando las concentraciones del alcano en un 0.1, 0.2 y 0.3 fracción peso de la mezcla. Los resultados experimentales obtenidos son representados en un diagrama de fases para la mezcla estudiada. Además se determinó la incertidumbre experimental de los datos obtenidos en este trabajo, reportando una incertidumbre expandida máxima de 0.28 K para la temperatura y 0.0031 MPa en presión. ABSTRACT: Since its discovery in 1778, clathrate hydrates formed by water and gas molecules, were considered as scientific curiosities afterwards their appearing in the oil industry, caused blockages in gas pipelines, so that their formation is undesirable. Currently, due to its large gas storage capacity, new applications in the industry have been searched, the most innovate applications including storage gases such as CO2 and desalination water. In this work, the pressure and temperature conditions for the hydrates dissociation of the mixtures H2O+C6H14+CO2 were determinated using an experimental equipment based in an isochoric-non visual technique. Experimental equipment consist of an equilibrium cell; where the formation and dissociation process is carried out, a thermostatic bath; to control system temperature and measuring instruments such as pressure and temperature sensors; which were calibrated for reduce the uncertainty in the experimental data obtained. The methodology and experimental equipment used were validated, determining hydrate dissociation points for the systems H2O+CO2 and H2O+N2. The experimental results show a similar behavior compared whit data reported in the literature. The dissociation conditions (pressure and temperature) for the systems H2O+CO2 and H2O+N2 were determinated within pressure range of 1.5 to 4.5 MPa and 22.0 to 33.0 MPa, respectively. For the mixture H2O+C6H14+CO2 were determinated dissociation pressures up to 4.0 MPa. Additionally the alkane concentration was modified in 0.1, 0.2 and 0.3 weight fraction. The experimental results obtained were reported in a phase diagram for the mixture studied. In addition the experimental uncertainty for the results was determinated, obtaining an expanded uncertainty of 0.28 K for temperature and 0.0031 MPa in pressure.