Азеотропизм клатратных гидратов. Краткий обзор
Аннотация
Цель статьи: Целью настоящей работы стал обзор особенностей проявления азеотропизма гидратообразующих смесей. Дано физическое рассмотрение причин азеотропизма клатратных гидратов, связь с природой молекул и межмолекулярными взаимодействиями. Рассмотрено влияние стабильности гидратообразующей системы на азеотропизм. Сопоставлено влияние отдельных компонентов, их размеров и природы на азеотропизм.
Экспериментальная часть: Рассмотрены экспериментальные методы определения азеотропизма у клатратных гидратов. Проанализированы методы расчета азеотропизма клатратных гидратов. Проведено сравнение теоретических результатов возможности азеотропизма и экспериментальных данных по известным гидратным азеотропам. Представлен краткий обзор открытых на сегодняшний гидратообразующих смесей, проявляющих азеотропизм.
Выводы: В заключении рассмотрены возможные пути применения данного свойства и показан его значительныйпотенциал.
Скачивания
Литература
Khazanova N. E. Systems with azeotropism at high pressures*. Moscow: Khimiya Publ.; 1978. 216 p. (in Russ.)
Horsley L. H. Table of azeotropes and nonazeotropes. Analytical Chemistry. 1949;21(7): 831–873. https://doi.org/10.1021/ac60031a022
Swietoslawski W. Azeotropy and Polyazeotropy. N.-Y.: Macmillan Company; 1963. 226 p.
Malesinski W. Azeotropy and other theoretical problems of vapour-liquid equilibrium. Warszawa: Polish cientific Publishers; 1965. 222 p.
Prausnitz J. M. Molecular thermodynamics of fluidphase equilibria. Canada: Prentice-Hall; 1969. 523 p.
Azeotropic mixtures: Handbook* / S. K. Ogorodnikov, T. M. Lesteva, V. B. Kogan; V. B. Kogan (ed.). Leningrad: Khimiya Publ., Leningrad Department; 1971. 848 p. (in Russ.)
Konovalov D. P. On the vapor elasticity of solutions*. St. Petersburg: 1909. 74 p. (in Russ.)
Kostyanovsky R. G. Catenates and clathrates*. Moscow: Znanie Publ.; 1966. 32 p. (in Russ.)
Hilmen E.-K. Separation of Azeotropic Mixtures: Tools for Analysis and Studies on Batch Distillation Operation: A Thesis Submitted for the Degree of Dr. Ing. 2000. 288 p. Available at: https://skoge.folk.ntnu.no/publications/thesis/2000_hilmen/Thesis_Hilmen.pdf
Vrevsky M. S. Works on the theory of solutions*. Moscow-Leningrad: 1953. 334 p. (in Russ.)
Kogan V. B. Heterogeneous equilibria*. Leningrad: Khimiya Publ.; 1968. 431 p. (in Russ.)
Zhukhovitsky A. A., Shvartsman L. A. Physical chemistry. 2nd ed. Moscow: Metalurgizdat; 1968. 676 p. (in Russ.)
Кipling J. J. Adsorbtion from solutions of nоn electrolytes. London-New York: Acad. Press; 1965. 264 p.
Shostak N. A. Modeling of formation and dissociation of hydrates during development and operation of oil and gas fields*. Cand. tech. sci. diss. Krasnodar: 2015. 118 p. (in Russ.). Available at: https://kubstu.ru/data/fdlist/FDD0427.pdf?6zm5bh
Platteeuw J. C., van der Waals J. H. Thermodynamic properties of gas hydrates II: Phase equilibria in the system H2S-C3H8-H2O at −3 °C. Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 1959;78(2): 126–133. https://doi.org/10.1002/recl.19590780208
Byk S. Sh., Makogon Yu. F., Fomina V. I. Gas hydrates*. Moscow: Nedra Publ.; 1980. 296 p. (in Russ.)
Dyadin Yu. A., Zhurko F. V., Bondaryuk I. V. Clathrate hydrates at high pressures. Structure and stability*. Novosibirsk: INH Publ.; 1987. 48 p. (in Russ.)
Koryakina V. V., Semenov M. E., Shitz E. Yu., Portnyagin A. S. Research of structure of the synthetic hydrates of ethane, ethane received in installations of the closed type. International Research Journal. 2016;7(49): 24–29. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.49.175
Deaton W. M., Frost E. M. Gas hydrates and their relation to the operation of natural-gas pipe lines. American Gas Association; 1949. 101 p.
Snell L. E., Otto F. D., Robinson D. B. Hydrates in systems containing methane, ethylene, propylene, and water. AIChE Journal. 1961;7(3): 482–485. https://doi.org/10.1002/aic.690070328
Verma V. K. Gas Hydrates from Liquid Hydrocarbon–Water Systems. Ph.D. Thesis. University of Michigan, University Microfilms; 1974. No. 75–10,324, Ann Arbor, MI. https://dx.doi.org/10.7302/10832
van der Waals J. H., Platteeuw J. C. Clathrate compounds. Advances in Chemical Physics. 1958; 1–57. https://doi.org/10.1002/9780470143483.ch1
Holder G. D., Grigoriou G. C. Hydrate dissociation pressures of (methane + ethane + water) existence of a locus of minimum pressures. The Journal of Chemical Thermodynamics. 1980: 1093–1104. https://doi.org/10.1016/0021-9614(80)90166-4
Thakore J. L., Holder G. D. Solid-vapor azeotropes in hydrate-forming systems. Industrial and Engineering Chemistry Research. 1987;26(3): 462–469. https://doi.org/10.1021/ie00063a011
Maekawa T. Phase equilibria for hydrate formation from binary mixtures of ethane, propane and noble gases. Fluid Phase Equilibria. 2006;243: 115–120. https://doi.org/10.1016/J.FLUID.2006.02.015
Kim E., Gyeol K., Yongwon S. Phase equilibria and azeotropic behavior of C2F6 + N2 gas hydrates. The Journal of Chemical Thermodynamics. 2017;117: 43-47. https://doi.org/10.1016/j.jct.2017.06.016
Lim S. G., Jiyeong J., Jong-Won L., … Ji-Ho Y. Azeotropic clathrate: compelling similarity of CO2 and N2O uptake in an organic crystalline host. Chemical Engineering Journal. 2021; 427: 131560. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131560
Kiva V. N., Kozlova L. V., Krivodub V. G., Pariychuk L. V., Serafimov L. A., Sushko R. Sh. Method for detecting azeotropy in mixtures*. USSR Patent: No. 250538. Publ. December 8, 1969. (in Russ.). Available at: https://rusneb.ru/catalog/000224_000128_0000250538_19690812_A1_SU/
Kvamme B., Ole K. F. Polar guest-molecules in natural gas hydrates. Effects of polarity and guest -uestinteractions on the Langmuir-constants. Fluid Phase Equilibria. 1993;83: 427–435. https://doi.org/10.1016/0378-3812(93)87047-5
Zaporozhets E. P., Shostak N. A. Calculation of the distribution of components in the formed hydrate*. Science and Technology in the Gas Industry. 2019; 2 (78): 21–27. (in Russ.). Available at: https://elibrary.ru/item.asp?edn=krydun
Landgrebe M. K. B., Nkazi D. Toward a robust, universal predictor of gas hydrate equilibria by means of a deep learning regression. ACS Omega. 2019;4(27): 22399–22417. https://doi.org/10.1021/acsomega.9b02961
Hu X., Sun L., Yuan C., … Song Y. Principle and feasibility study of proposed hydrate-based cyclopentane purification technology. Energies. 2023;16(12): 4681. https://doi.org/10.3390/en16124681
Avaji S., Javanmardi J., Mohammadi A. H., Rahmanian N., De-Gald V. The Kihara potential function parameters of methane, ethane, propane, and i-butane: the effects on clathrate hydrate structure determination. Fluid Phase Equilibria. 2023;567: 113716. https://doi.org/10.1016/j.fluid.2022.113716
Lim S. G., Jang J., Lee J.-W., … Yoon J.-H. Azeotropic clathrate: compelling similarity of CO2 and N2O uptake in an organic crystalline host. Chemical Engineering Journal. 2022;427: 131560. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131560
Go W., Lee D., Seo Y. Synergistic inhibition effects of hydrophilic monomeric substances on CH4 hydrate as revealed by experimental and computational approaches. Chemical Engineering Journal. 2021;426: 130794. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130794
Copyright (c) 2025 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
