Thermophysical and compositional properties of natural gas hydrate

Propiedades termofísicas y de composición de los hidratos de gas natural

En esta investigación se estudiaron de manera experimental las propiedades termofísicas entalpía de disociación, capacidad calorífica, metaestabilidad y de composición número de hidrato, agua libre y fraccionamiento de hidratos de gas natural en muestras que contenían grandes cantidades de hielo. Se desarrollaron los métodos para la producción continua y el muestreo de hidratos, así como la cuantificación de propiedades, los cuales se obtuvieron a partir de gas natural de etano (5% mol) y propano (3% mol) en metano.

Se desarrolló un método de calorimetría de barrido a baja temperatura para medir la entalpía de disociación, la capacidad calorífica, el número de hidrato y el agua libre (en el hielo). Durante el análisis se presurizaron las muestras de hidratos hasta 1,7 MPa con metano; el sistema operó entre las curvas de equilibrio de los hidratos de metano y el hidrato formado del gas natural. Un procedimiento de condicionamiento del muestreo eliminó los efectos térmicos de desorción cuando se fundió el hielo. Esta desorción tuvo lugar gracias a la producción y refrigeración de las muestras a 255 K bajo una presión del gas natural de 6-10 MPa, aunque se analizaron y se fundieron bajo una presión de metano de 1,7 MPa.

Por otra parte, la cuantificación de las propiedades de metaestabilidad se llevó a cabo mediante un método de calorimetría isotérmica a baja temperatura; tal metaestabilidad se confirmó a temperaturas de hasta 268 K y se cuantificó en términos de la baja velocidad de disociación. Los datos de fraccionamiento se obtuvieron para el intervalo de 3,0-7,5 MPa y para subenfriamientos de 2-16 K. Condiciones de presiones altas y subenfriamientos grandes favorecieron la supresión de tal fraccionamiento.

Se propuso un modelo para esta propiedad, el cual coincidió con el de van der Waals-Platteeuw para subenfriamiento cero. No se asumió ningún fraccionamiento para la formación hipotética de hidratos con una fuerza impulsora infinita (subenfriamiento). Entre estos dos extremos se utilizó un término exponencial para describir el fraccionamiento. El modelo predijo esta propiedad con una exactitud cercana a 1%abs, que correspondía a 1-10%rel.

Metastability in gas hydrates formation and decomposition

Metaestabilidad en la formación y descomposición de los hidratos de gas

En este documento se discute en detalle una metaestabilidad de los sistemas de hidratos de gas. Se muestra la clasificación de las metaestabilidades basada en la fase termodinámica de estado (equilibrio interno o su ausencia, límites de la estabilidad termodinámica, entre otros), en la cantidad de fases (dos o tres equilibrios de fase con un hidrato de gas metaestable) y en la formación de hidratos de gas a partir de las diversas fases acuosas metaestables. Se consideran algunos cálculos del equilibrio metaestable de los hidratos de gas. Se toman en cuenta dos problemas:

• La metaestabilidad en la descomposición de los hidratos, que incluye su autopreservación debido a la cobertura de hielo y las condiciones termodinámicas para la existencia de hidratos metaestables sin ninguna cobertura debido al elevado tiempo de inducción.
• La metaestabilidad en la etapa de formación, dada a partir de fases metaestables