بررسی اثر نانوذرّات نقره در تسهیل تشکیل هیدرات متان

در سال های اخیر استفاده از هیدرات های گازی برای انتقال گاز طبیعی بسیار مورد توجّه قرار گرفته است. امّا در صنعتی شدن استفاده از این روش دو مانع اساسی وجود دارد که یکی بالا بودن زمان القا (زمان تشکیل هیدرات) و دیگری پایین بودن حجم گاز به دام افتاده در کریستال های هیدرات است. برای بهبود سینتیک و همچنین افزایش نسبت گاز به آب در هیدرات های گازی از روش های مختلفی استفاده شده است. اخیراً محقّقین به استفاده از نانوذرّات برای تسهیل تشکیل هیدرات ها روی آورده اند. دلیل این امر آن است که حضور نانوذرّات فلزی و اکسیدهای فلزی از یک طرف نانوسیالاتی را پدید می آورند که موجب بهبود انتقال حرارت در سیستم تشکیل هیدرات ها شده و از سوی دیگر محل های مناسبی برای جوانه زنی ناهمگن هیدرات های گازی مهیّا می کنند. در این تحقیق از نانوذرّات فلز نقره که بالاترین ضریب هدایت حرارتی را در بین تمامی فلزات دارد، استفاده شده است. برای سنتز این نانوذرّات از روش کاهش شیمیایی به همراه یک پایدار کننده مناسب بهره گرفته شد. به منظور بررسی اثر نانوذرّات سنتز شده بر تشکیل هیدرات متان، آزمایش ها در دو فشار 47 و 57 بار انجام شده اند. در هر یک از این دو فشار غلظت های مختلفی از سوسپانسیون نانوذرّات نقره با ثابت نگه داشتن حجم محلول نهایی به سیستم تزریق شده است. نتایج به دست آمده نشان داد زمان تشکیل هیدرات متان در حضور نانوذرّات نقره در شرایط دمایی و فشاری یکسان، نسبت به حالتی که تنها آب خالص در سیستم حضور داشته باشد، برای گروه نخست (فشار اولیه 47 بار) حداکثر 85 درصد و در گروه دوم حدود 82 درصد کاهش یافته در حالی که حداکثر موفقیتی که قبلاً توسط محققین دیگر برای کاهش زمان تشکیل هیدرات متان گزارش شده 52 درصد بوده است. لازم به ذکر است مقدار مول گاز متان به دام افتاده در کریستال های هیدرات متان برای آزمایش های با فشار اوّلیه 47 بار حداکثر تا 7/33 درصد و برای گروه دوم با فشار اوّلیه 57 بار حداکثر 3/13 درصد افزایش یافته است. کلید واژه: هیدرات، متان، نانوذرّات، نقره، زمان القا.