Estudio de la formación de hidratos de gas de las mezclas H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 y H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + Bromuro de Tetrabutil Amonio (TBAB)

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se estudiaron el equilibrio de fases de hidratos de gas y el efecto de la adición de un promotor (TBAB) e inhibidor (1-Propanol) termodinámico, en mezclas que contenían hidrocarburos líquidos. La determinación experimental se realizó mediante el método sintético, no visual y con técnica isocórica. Con esta metodología, se obtuvieron los puntos de disociación de las mezclas: H2O + CO2 +C6H14 + C12H26, H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + TBAB, H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + 1-Propanol y H2O + CO2 + C6H14 + 1-Propanol. Previo a las mediciones de las mezclas de estudio, se validó la metodología y el equipo experimental mediante la determinación de los puntos de disociación de H2O + CO2 y comparando los datos obtenidos con resultados de la literatura internacional. De la comparación se observó que los puntos de disociación medidos de H2O + CO2 y los de la literatura internacional se encontraban sobre la misma curva de equilibrio, demostrando la viabilidad del equipo experimental. Una vez validada la metodología y el equipo experimental, se determinaron los puntos de disociación del sistema H2O + CO2 +C6H14 + C12H26 a 10, 20 y 30 % masa de la mezcla de alcanos, en un intervalo de temperatura de 274 a 282 K y presiones entre 1.5 a 3.5 MPa. Posteriormente, se determinaron los puntos de disociación de los sistemas H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + TBAB y H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + 1-Propanol a 10, 20 y 30 % masa de TBAB o 1-Propanol, según fue el caso, y manteniendo fijo el porcentaje masa de la mezcla de alcanos (20 %). Los resultados se obtuvieron en el intervalo de temperatura de 267.9291.5 K y de presiones de 1.3 a 3.8 MPa. Además, con el objetivo de conocer el efecto del inhibidor termodinámico en el equilibrio de fases de hidratos de gas en presencia de un solo alcano, la mezcla H2O + CO2 + C6H14 + 1Propanol fue estudiada a 10 y 30 % masa del alcohol, manteniendo constante la composición del alcano (10 % masa). A partir del estudio se observa que la mezcla de hidrocarburos (hexano + dodecano) no participa en la formación y disociación de los hidratos de gas con y sin promotor (TBAB) o inhibidor (1-Propanol) termodinámico. Además, se evidencio que al incrementar la composición del promotor termodinámico (TBAB) se incrementa la temperatura de disociación (∆T ≈ 8-12 K), mientras que al agregar 1-Propanol, la temperatura de disociación disminuye un máximo de 5.5 K.

ABSTRACT: In this work, the gas hydrates phase equilibria and the effect of the addition of a thermodynamic promoter (TBAB) and inhibitor (1-Propanol) in mixtures containing liquid hydrocarbons were studied. The experimental determination was performed using the synthetic method, not visual and with isochoric technique. With this methodology, the dissociation points for H2O + CO2 +C6H14 + C12H26, H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + TBAB, H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + 1-Propanol and H2O + CO2 + C6H14 + 1-Propanol systems were obtained. Prior to the measurements, the methodology and experimental equipment were validated by determining the dissociation points of H2O + CO2 and comparing the data obtained with results from the international literature. Since the comparison, the measured dissociation points of H2O + CO2 and those of the international literature are in good agreement (on the equilibrium curve) demonstrating that the apparatus is reliable. Once the methodology and equipment were validated, the dissociation points of the mixture H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 at 10, 20 and 30 in mass percentage of the alkane mixture were determined, in a temperature range of 274 to 282 K and pressures between 1.5 to 3.5 MPa. Subsequently, the dissociation points of the mixture H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + TBAB and H2O + CO2 + C6H14 + C12H26 + 1-Propanol at 10, 20 and 30 in mass percentage of TBAB or 1-Propanol, as appropriate, and at 20 mass percentage of the alkane mixture were determined at a temperature range of 267.9 to 291.5 K and pressures between 1.3 to 3.8 MPa. In addition, in order to know the effect of the thermodynamic inhibitor on the gas phase hydrate equilibria in the presence of a single alkane, H2O + CO2 + C6H14 + 1-Propanol system at 10 and 30 mass percentage (alcohol) and 10 mass percentage of alkane was studied. As result, the hydrocarbon mixture (hexane + dodecane) does not participate in the formation and dissociation of gas hydrates with and without thermodynamic promoter (TBAB). Also, as the composition of TBAB increases, the hydrate dissociation temperature increases (∆T ≈ 8-12 K), while adding 1-Propanol, the dissociation temperature decreases by a maximum of 5.5 K.