اثر گرافن اكسايد احيا شده بر سرعت تشكيل هيدرات پروپان

effect of chemical reduction graphene oxide in propane hydrate formation

در سال هاي اخير استفاده از هيدرات هاي گازي براي انتقال گاز طبيعي بسيار مورد توجّه قرار گرفته است. امّا در صنعتي شدن استفاده از اين روش دو مانع اصلي وجود دارد كه يكي بالا بودن زمان القا (زمان تشكيل هيدرات) و ديگري پايين بودن حجم گاز به دام افتاده در كريستال هاي هيدرات است. براي بهبود سينتيك و همچنين افزايش نسبت گاز به آب در هيدرات هاي گازي از روش هاي مختلفي استفاده شده است. اخيرا محققّين به استفاده از نانو ذرات براي تسهيل تشكيل هيدرات ها روي آوردند. در اين پژوهش ابتدا گرافن پايدار شده درون آب توسط افزودن فعال كننده هاي سطحي به گرافن اكسايد با استفاده از پلي وينيل پيروليدون (PVP) انجام شد. سپس گرافن اكسايد تهيه شده توسط ويتامين C احيا شدند. نانوساختار سنتز شده مشخصه يابي شدند. نتايج مشخصه يابي نشان داد كه فعال كننده هاي سطحي كاملا بر روي صفحات گرافني جذب شده و موجب جلوگيري از به هم چسبيدن صفحات گرافني در حين واكنش احيا مي گردد. در نهايت سينتيك تشكيل هيدرات پروپان در حضور نانو ساختارهاي برمبناي گرافن بررسي شد. زمان القاي هيدرات پروپان در فشار 4 بار و دماي 1 درجه سانتي گراد در حضور گرافن اكسايد احيا شده به همراه PVP اندازه گيري شد.كمترين زمان القا در غلظت ppm 500 در نسبت 1 به 1 گرافن اكسايد به PVP مشاهده شده كه 90 درصد نسبت به آب كاهش يافته است.

In recent years, the use of gas hydrates for the transfer of natural gas has been very much considered. But in the industrialization of this method, there are two main obstacles: one is the high induction time (the time of formation of hydrates) and another is the low amount of gas trapped in hydrate crystals. Different methods have been used to improve kinetics and also increase gas to water ratio in gas hydrates. Recently, researchers have used nanoparticles to facilitate the formation of hydrates. In this study, graphene was first stabilized in water by adding surface activators to graphene oxide using polyvinylpyrrolidone (PVP). Then graphene oxide produced by vitamin C was restored. Synthesized nanostructures were characterized. Characterization results showed that surface activators adsorbed onto graphene plates, preventing the graphene plates from being bonded during the reaction. Finally, the kinetics of propane hydrate formation were investigated in the presence of graphene nanoparticles. The propane hydrate induction time was measured at 4 bar and at 1 ° C in the presence of reduced graphene oxide plus PVP. The lowest induction time at 500 ppm was observed in the 1: 1 ratio of graphene oxide to PVP, 90% Water has dropped.