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Hydrogen Sulfide Hydrate Dissociation in the Presence of Liquid Water
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-10-31 , DOI: 10.1021/acs.iecr.8b04017 Kayode I. Adeniyi 1 , Connor E. Deering 1 , G. P. Nagabhushana 1 , Robert A. Marriott 1
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2018-10-31 , DOI: 10.1021/acs.iecr.8b04017 Kayode I. Adeniyi 1 , Connor E. Deering 1 , G. P. Nagabhushana 1 , Robert A. Marriott 1
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Of the major components found in lean sour natural gas (CH4, H2S, CO2, H2O), hydrogen sulfide (H2S) readily forms the one of the highest temperature hydrates in the presence of water (structure I). Thus, when heating wellheads, flowlines, processing and injection facilities, the H2S hydrate formation conditions dictate the design for flow assurance purposes. Due to the high toxicity of H2S, there is a paucity of hydrate formation/dissociation condition data in the literature, especially in the liquid H2S region. In fact, there are only four previous experimental decomposition measurements reported in the literature for liquid H2S. In this work, we report the dissociation of pure H2S hydrate in the presence of water for p = 0.360 to 16.343 MPa and T = 285.23 to 304.04 K. These measurements were carried out in a 25 cm3 stirred autoclave cell, where both the Lw–H–H2S(g) and Lw–H–H2S(l) phase boundaries were autonomously measured by using the phase boundary dissociation method. These new measurements augment our previously reported data, which were below the vapor pressure of H2S. The results obtained were used to fit a semiempirical Clausius–Clapeyron equation for the rapid calculation of H2S hydrate formation conditions. Also, the results were thermodynamically modeled using the reference quality reduced Helmholtz energy equations of state and the van der Waals and Platteeuw model for fluid and hydrate phases, respectively. Finally, the results obtained from the model were compared to available literature where the uncertainty in temperature was found to be within an average ±0.2 K.
中文翻译：
液态水存在下硫化氢水合物的离解
在稀酸天然气（CH 4，H 2 S，CO 2，H 2 O）中发现的主要成分中，硫化氢（H 2 S）在水存在下易于形成温度最高的水合物之一（结构I） ）。因此，当加热井口，流水线，加工和注入设备时，H 2 S水合物的形成条件决定了流量保证目的的设计。由于H 2 S的高毒性，文献中缺乏水合物的形成/解离条件数据，特别是在液态H 2 S区域。实际上，文献中仅报告了四项有关液态氢的实验分解测量结果2 S.在这项工作中，我们报告纯H的离解2小号水合物在水的存在下，p = 0.360到16.343兆帕和Ť = 285.23至304.04 K.这些测量中的25cm进行了3搅拌的高压釜细胞，其中Lw–H–H 2 S（g）和Lw–H–H 2 S（l）的相界都是使用相界解离法自动测量的。这些新的测量值增加了我们先前报告的数据，该数据低于H 2 S的蒸气压。获得的结果用于拟合半经验克劳修斯-克拉珀龙方程，用于快速计算H 2水合物的形成条件。同样，分别使用参考质量降低的亥姆霍兹能量状态方程和流体相和水合物相的van der Waals和Platteeuw模型对结果进行热力学建模。最后，将从模型获得的结果与现有文献进行比较，在文献中发现温度不确定度在平均±0.2 K以内。
更新日期：2018-11-02
中文翻译：
液态水存在下硫化氢水合物的离解
在稀酸天然气（CH 4，H 2 S，CO 2，H 2 O）中发现的主要成分中，硫化氢（H 2 S）在水存在下易于形成温度最高的水合物之一（结构I） ）。因此，当加热井口，流水线，加工和注入设备时，H 2 S水合物的形成条件决定了流量保证目的的设计。由于H 2 S的高毒性，文献中缺乏水合物的形成/解离条件数据，特别是在液态H 2 S区域。实际上，文献中仅报告了四项有关液态氢的实验分解测量结果2 S.在这项工作中，我们报告纯H的离解2小号水合物在水的存在下，p = 0.360到16.343兆帕和Ť = 285.23至304.04 K.这些测量中的25cm进行了3搅拌的高压釜细胞，其中Lw–H–H 2 S（g）和Lw–H–H 2 S（l）的相界都是使用相界解离法自动测量的。这些新的测量值增加了我们先前报告的数据，该数据低于H 2 S的蒸气压。获得的结果用于拟合半经验克劳修斯-克拉珀龙方程，用于快速计算H 2水合物的形成条件。同样，分别使用参考质量降低的亥姆霍兹能量状态方程和流体相和水合物相的van der Waals和Platteeuw模型对结果进行热力学建模。最后，将从模型获得的结果与现有文献进行比较，在文献中发现温度不确定度在平均±0.2 K以内。
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