Calculating Coefficients of the Gas Hydrate Distribution of CO2 and H2S when Removing Them from a Methane-Containing Gas Mixture

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A study is performed of the effect process temperature and pressure have on the distribution of CO2 and H2S gas hydrate in a model methane-containing gas mixture of CH4 (89.00 mol %)–CO2 (5.00 mol %)–n-C4H10 (3.00 mol %)–N2 (2.00 mol %)–H2S (1.00 mol %) containing components of natural gas. Modeling is done at low (4.00 MPa) and high (8.00 MPa) pressures in the 272.15–278.15 K range of temperatures. The temperature dependences of the coefficients of the gas hydrate distribution of natural gas components are shown to differ. The maximum coefficients of the gas hydrate distribution of CO2 and H2S are 1.24 and 31.83, respectively, at a process temperature of 272.15 K and a pressure of 8.00 MPa. It is found that n-C4H10 in natural gas lowers the coefficient of the gas hydrate distribution of CO2. It is concluded that natural gas deposits with low contents of n-C4H10 must be used to effectively concentrate CO2 in the gas hydrate phase.

About the authors

M. S. Kudryavtseva

Alekseev State Technical University; Lobachevsky State University

Email: kudryavtseva.m.s@yandex.ru
603950, Nizhny Novgorod, Russia; 603022, Nizhny Novgorod, Russia

A. N. Petukhov

Lobachevsky State University; Mendeleev University of Chemical Technology

Email: kudryavtseva.m.s@yandex.ru
603022, Nizhny Novgorod, Russia; 125047, Moscow, Russia

D. N. Shablykin

Lobachevsky State University

Email: kudryavtseva.m.s@yandex.ru
603022, Nizhny Novgorod, Russia

E. A. Stepanova

Lobachevsky State University; Mendeleev University of Chemical Technology

Email: kudryavtseva.m.s@yandex.ru
603022, Nizhny Novgorod, Russia; 125047, Moscow, Russia

V. M. Vorotyntsev

Lobachevsky State University

Author for correspondence.
Email: kudryavtseva.m.s@yandex.ru
603022, Nizhny Novgorod, Russia

References

  1. Афанасьев А.И., Афанасьев Ю.М., Бекиров Т.М. и др. Технология переработки природного газа и конденсата. М.: Недра, 2002. 517 с.
  2. Mokhatab S., Poe W.A., Mak J.Y. Handbook of Natural Gas Transmission and Processing: Principles and Practices. 4th ed. Cambridge: Gulf Professional Publishing, 2018. 862 p.
  3. Speight J.G. Natural Gas: a Basic Handbook. 2nd ed. Cambridge: Gulf Professional Publishing, 2018. 462 p.
  4. Hassanpouryouzband A., Joonaki E., Vasheghani Farahani M. et al. // Chem. Soc. Rev. 2020. V. 49. P. 5225.
  5. Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов. М.: Недра, 1974. 208 с.
  6. Бык С.Ш., Макогон Ю.Ф., Фомина В.И. Газовые гидраты. М.: Химия, 1980. 296 с.
  7. Castellani B., Rossi F., Filipponi M. et al. // Biomass Bioenergy. 2014. V. 70. P. 330.
  8. Kim K., Kim K.S., Lee J.E. et al. // Sep. Purif. Technol. 2018. V. 200. P. 29.
  9. Sun Z.G., Fan S.S., Guo K.H. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2002. V. 47. № 2. P. 313.
  10. Chen L.T., Sun C.Y., Nie Y.Q. et al. // Ibid. 2009. V. 54. № 5. P. 1500.
  11. Kakati H., Mandal A., Laik S. // J. Energy Chem. 2016. V. 25. № 3. P. 409.
  12. Kumar R., Linga P., Moudrakovski I. et al. // AIChE J. 2008. V. 54. № 8. P. 2132.
  13. Seo Y., Kang S.P., Lee J. et al. // J. Chem. Eng. Data. 2011. V. 56. № 5. P. 2316.
  14. Broseta D., Dicharry C., Torré J.-P. // Gas Hydrates 2: Geoscience Issues and Potential Industrial Applications. 2018. P. 285.
  15. Ricaurte M., Dicharry C., Broseta D. et al. // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. V. 52. № 2. P. 899.
  16. Kamata Y., Oyama H., Shimada W. et al. // Jpn. J. Appl. Phys. 2004. V. 43. № 1R. P. 362.
  17. Skiba S., Chashchin D., Semenov A. et al. // Int. J. Hydrog. Energy. 2021. V. 46. № 65. P. 32904.
  18. Le Quang D., Le Quang D., Bouillot B. et al. // Fluid Phase Equilib. 2016. V. 413. P. 10.
  19. Фык М.И., Хрипко Е.И. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. Харьков: Фолио, 2015. 301 с.
  20. Sloan E.D., Koh C.A. Clathrate Hydrates of Natural Gases. 3rd ed. Boca Raton: CRC Press, 2008. 721 p.
  21. Lal B., Nashed O. Chemical Additives for Gas Hydrates. 1st ed. Cham: Springer, 2020. 94 p.
  22. John V.T., Holder G.D. // J. Phys. Chem. 1981. V. 85. № 13. P. 1811.
  23. Сергеева М.С., Петухов А.Н., Шаблыкин Д.Н. и др. // Журн. физ. химии. 2019. Т. 93. № 11. С. 1737.
  24. Holder G.D., John V.T. // Fluid Phase Equilib. 1983. V. 14. P. 353.
  25. Воротынцев В.М., Малышев В.М. // Успехи химии. 1998. Т. 67. № 1. С. 87.
  26. Sergeeva M.S., Mokhnachev N.A., Shablykin D.N. et al. // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2021. V. 86. P. 103740.
  27. McKoy V., Sinanoğlu O. // J. Chem. Phys. 1963. V. 38. № 12. P. 2946.
  28. Булейко В.М., Григорьев Б.А., Истомин В.А. // Вести газовой науки. 2016. Т. 4. № 28. С. 108.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 М.С. Кудрявцева, А.Н. Петухов, Д.Н. Шаблыкин, Е.А. Степанова, В.М. Воротынцев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».