Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Кинетика образования и диссоциации гидратов пропана на основе замороженных водных растворов поливинилпирролидона"

Работа на тему: Кинетика образования и диссоциации гидратов пропана на основе замороженных водных растворов поливинилпирролидона
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной .и технической физики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК
Заведующий кафедрой
·,
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ И ДИССОЦИАЦИИ ГИДРАТОВ ПРОПАНА НА ОСНОВЕ ЗАМОРОЖЕННЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПОЛИВИНИЛПИРРОЛИДОНА

16.03.01 Техническая физика
Профиль «Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

Тюмень 2022 ГОД

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГАЗОВЫХ ГИДРАТАХ 5
1.2 ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА ВОДА – ГАЗ 7
1.3 КИНЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 8
1.4 КИНЕТИКА ДИССОЦИАЦИИ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 12
1.5 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 13
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 14
2.1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА 14
2.2 ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ 15
2.3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА 17
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 24

ВВЕДЕНИЕ
Газовые гидраты – особое вещество, образующееся в результате соединения воды и газа, и являются хорошим источником природного газа. В одном метре кубическом содержится около 170 м3 газа при давлении 2 МПа и температуре 273.15 К [28].
В основном природный газ транспортируют тремя способами: трубопроводом, специальными танкерами для перевозки сниженного газа при температурах 113 K и компрессированного с давлениями до 25 МПа. Но прогресс не стоит на месте и сейчас развивается новый способ хранения и транспортировки газа в виде газовых гидратов. Этот метод обладает как своими достоинствами, так и недостатками. К достоинствам можно отнести: простоту конструкций хранилищ (нужны только теплоизолированные ёмкости), мягкие условия хранения (подразумевается давления на уровне атмосферного и небольшие отрицательные температуры), самый безопасный метод (из-за отсутствия высоких давлений, и медленного выделения газа при разрушении гидрата), а также его можно считать самым экологичным ведь для получения гидратов требуется только газ и вода. Но, с другой стороны, этот метод уступает по удельно плотности газа в хранилище в несколько раз. И другая проблема – это низкая скорость образования гидратов, и его диссоциация при атмосферных давлениях.
Но и эту проблему можно решить путем добавления в воду специальных добавок, которые способны ускорить процесс гидратообразования. Одними из таких добавок являются водорастворимые полимеры, наиболее распространенным и изученным из них является поливинилпирролидон (далее ПВП). Этого также можно добиться и изменением агрегатно состояния воды, переведя её в лёд, а затем раскрошить его до мелкодисперсных частиц, дабы увеличить поверхность реакции лед-газ, и ускорить гидратообразование.
В работе [3] Мадыгулова Марата было показано, что добавка ПВП может ускорять образование гидратов фреона в замороженных водных дисперсных системах. Однако в литературе нет данных о влиянии ПВП на кинетики
образование гидратов пропана. Кроме того, помимо высокой скорости гидратообразования нужно ещё, и чтобы он не диссоциировал и сохранялся на протяжении всего времени транспорта или хранения.
Поэтому разрабатываемые в настоящее время газогидратные технологии хранения и транспортировки природного газа предполагают использование явления аномально низкой скорости диссоциации гидратов при температурах ниже 0°С, известное как эффект самоконсервации. Поэтому нужно найти такое вещество, которое бы ускорило образование гидратов, и одновременно с этим замедлило диссоциацию гидратов. Однако влияние добавки ПВП на кинетику диссоциации газовых гидратов не исследовано.
Поэтому целью данной работы будет: установить особенности влияния поливинилпирролидона на кинетику образования и диссоциации гидрата пропана в замороженных дисперсных системах.
Для выполнения установленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Освоить методику получения гидратов пропана в режиме термоциклирования.
2. Исследовать влияние поливинилпирролидона на кинетику гидратообразования пропана в замороженных водных растворах поливинилпирролидона.
3. Определить особенности кинетики диссоциации газового гидрата пропана на основе замороженных водных растворов поливинилпирролидона.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1) Заводовский А.Г., Мадыгулов М.Ш. Кинетика роста газогидрата фреона-12 при термоциклировании образца // Криосфера Земли. 2017. Т. XXI. № 5. С. 55–62.
2) Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. 231 с.
3) Мадыгулов М.Ш. Образование и диссоциация газовых гидратов из замороженных водных растворов поливинилпирролидона: специальность
02.00.04 Физическая химия: дис. канд. хим. наук. Тюмень, 2021. 148 с.
4) Манаков А.Ю., Пеньков Н.В., Родионова Т.В., Нестеров А.Н., Фесеко Е.Е.(мл.). Кинетика процессов образования и диссоциации газовых гидратов // Успехи химии. 2017. 86(9). С. 845-869.
5) Al-Adel S., Dick J.A.G., El-Ghafari R., Servio P. The effect of biological and polymeric inhibitors on methane gas hydrate growth kinetics // Fluid Phase Equilib. 2008. 267. Pp. 92–98.
6) Bishnoi P.R., Natarajan V. Formation and decomposition of gas hydrates
// Fluid Phase Equilib. 1996. 117. 9 p.
7) Boewer L., Nase J., Paulus M., Lehmku?hler F., Tiemeyer S., Holz S., Pontoni D., Tolan M. On the Spontaneous Formation of Clathrate Hydrates at Water?Guest Interfaces // Journal of Physical Chemistry C. 2012. 116. Pp. 8548?8553.
8) Broni-Bediako E., Amorin R., Bavoh C.B. Gas Hydrate Formation Phase Boundary Behaviour of Synthetic Natural Gas System of the Keta Basin of Ghana // The open petroleum engineering journal. 2017. 10. Pp. 64?72.
9) Brovchenko I., Geiger A., Oleinikova A. Liquid-liquid phase transition in supercooled water studied by computer simulations of various water models // Journal of Physical Chemistry. 2005. 123(4). 15 p.
10) Buchanan P., Soper A.K., Westacott R.E., Creek J.L., Koh C.A. In Situ Neutron Diffraction Studies of Methane Hydrate Formation and Decomposition // Journal of Chemical & Engineering Data. 2003. 48. Pp. 778?782.
11) Chen P.-C., Huang W.-L., Stern A. Methane Hydrate Synthesis from Ice: Influence of Pressurization and Ethanol on Optimizing Formation Rates and Hydrate Yield // Energy Fuels. 2010. 24. Pp. 2390?2403/
12) Daraboina N., Ripmeester J., Walker V.K., Englezos P. Natural gas hydrate formation and decomposition in the presence of kinetic inhibitors // Energy Fuels. 2011. 25. Pp. 4392–4397.
13) Doroteya K. Staykova, Werner F. Kuhs, Andrey N. Salamatin, Thomas Hansen. Formation of Porous Gas Hydrates from Ice Powders: Diffraction Experiments and Multistage Model // Journal of Physical Chemistry B. 2003. 107. Pp. 10299.
14) Filipponi A., Bowron D.T., Lobban C., Finney J.L. Structural Determination of the Hydrophobic Hydration Shell of Kr // Physical Review Letters. 1997. 79. 12 p.
15) Handa Y.P. Calorimetric determinations of the compositions, enthalpies of dissociation, and heat capacities in the range 85 to 270 K for clathrate hydrates of xenon and krypton // The Journal of Chemical Thermodynamics. 1986. 18. 12 p.
16) Jager M.D., Deugd R.M., Peters C.J., Swaan Arons J., Sloan E.D. Experimental determination and modeling of structure II hydrates in mixtures of methane+water+1,4-dioxane // Fluid Phase Equilibria. 1999. 165. Pp. 209–223.
17) Kamath V.A. Study of heat transfer characteristics during dissociation of gas hydrates in porous media. Ph.D. Dissertation University of Pittsburgh. 1984. 136 p.
18) Kashchiev D., Firoozabadi A. Driving force for crystallization of gas hydrates // Journal of Crystal Growth. 2002. 241. P. 220–230.
19) Koh C.A., Wisbey R.P., Wu X. [et al.] Water ordering around methane during hydrate formation // The Journal of Chemical Physics. 2000. 113. 8 p.
20) Larsen R., Knight C.A., Sloan E.D. Clathrate hydrate growth and inhibition // Fluid Phase Equilib. 1998. 150. Pp. 353–360.
21) Lemmon E.W., Mclinden M.O., Wagner W. Thermodynamic properties of propane. III. Areference equation of state for temperatures from the melting line to
650 R and presurese up to 1000 MPa // Journal of chemical & engineering Data. 2009. 54. 12 p.
22) Mandal A., Laik S. Effect of the Promoter on Gas Hydrate Formation and Dissociation // Energy & Fuels. 2008. 22. Pp. 2527–2532.
23) Muller-Bongartz B., Wildeman T.R., Sloan E.D. Formation of methane clathrate hydrates at elevated pressures and in the presence of nanoparticles // Proceedings of the second international offshore and polar engineering conference. San Francisco, 1992. 628 p.
24) Nilsson A., Pettersson G.M. The structural origin of anomalous properties of liquid water // Nature Communication. 2015. 8998. 11 p.
25) Rivera J.J., Janda K.C. Ice Particle Size and Temperature Dependence of the Kinetics of Propane Clathrate Hydrate Formation // Journal of Physical Chemistry C. 2012. 116. Pp. 19062?19072.
26) Sharifi H., Englezos P. Accelerated Hydrate Crystal Growth in the Presence of Low Dosage Additives Known as Kinetic Hydrate Inhibitors // Journal of Chemical & Engineering Data. 2015. 60 2. Pp. 336?342.
27) Shimada W. Takeya S., Uchida T. [et al.] Particle size effect of CH4 hydrate for self-preservation // Chemical Engineering Science. 2005. 60(5). Pp. 1383?1387.
28) Sloan E.D., Koh C.A. Clathrate Hydrates of Natural Gases (3rd). New York: CRC Press, Boca Raton. 2008. 761 p.
29) Takeya S., Ebinuma T., Uchida T. [et al.] Self-preservation effect and dissociation rates of CH4 hydrate // Journal of Crystal Growth. 2002. 237?239. Pp. 379?382.
30) Veluswamy H., Jia Hui Wong A., Babu P., Kumar R., Kulprathipanja S., Rangsunvigit P., Linga P. Rapid methane hydrate formation to develop a cost-effective large-scale energy storage system // Chemical Engineering Journal. 2016. 290. Pp. 161–173.