Cinétique de cristallisation des hydrates de gaz en émulsion - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2011

Cinétique de cristallisation des hydrates de gaz en émulsion

Résumé

Les émissions de gaz à effet de serre (dont le dioxyde de carbone) ont été identifiées comme une des principales sources responsables du changement climatique. Capter le CO2 à sa source d'émission et le stocker par la suite, est une des solutions envisagées pour réduire ses émissions. Dans cette étude, la nouvelle voie de captage du CO2 par cristallisation d'hydrates de gaz est proposée. Les hydrates de gaz sont des composés cristallins où les molécules de gaz sont piégées dans des cavités formées par les molécules d'eau. Ils se forment à haute pression et à basse température et possèdent une grande capacité de stockage de gaz. Les conditions de formation étant difficiles (haute pression et basse température), l'ajout d'un promoteur thermodynamique de cristallisation est envisagé afin de les rendre moins rigoureuses. Pour améliorer les cinétiques du procédé et l'efficacité de séparation CO2/N2, la cristallisation s'effectue en émulsion en y ajoutant un promoteur cinétique. Le cyclopentane (CP) a été récemment étudié pour ses qualités promotrices cinétiques mais aussi en tant que promoteur thermodynamique ([1], [2]). Il forme des hydrates de dioxyde de carbone à la pression atmosphérique et à une température proche de 280 K [3]. Pour améliorer la cinétique de cristallisation des hydrates de gaz et la sélectivité de captage CO2/N2, deux systèmes d'étude sont proposés. Le premier mélange consiste en une solution agitée de cyclopentane et d'eau, où le cyclopentane plus léger, va se déposer en couche mince sur l'eau. Le second système est une émulsion cyclopentane/eau, réalisée en y ajoutant un tensio-actif (appelé IPE). Les expériences sont réalisées dans un autoclave agité, muni d'une double enveloppe et équipé de deux hublots en polycarbonate (pour visualiser les cristaux). La pression du réacteur, les températures du gaz et du liquide sont enregistrées, ce qui permet de suivre l'évolution (P,T) au cours de la cristallisation. La dispersion de la phase discontinue (CP), dans le cas de l'émulsion, est assurée par un homogénéiseur-disperseur à très haute vitesse. A l'équilibre, la composition du ciel gazeux est déterminée à l'aide d'une analyse par chromatographie en phase gazeuse tandis que la composition des hydrates formés est calculée par l'intermédiaire d'un bilan de matière. Cette étude présente les travaux réalisés avec le mélange CO2/N2. Les premiers résultats ont montré que le temps d'induction, la cinétique initiale de cristallisation des hydrates et la sélectivité de CO2 peuvent être améliorés de façon remarquable avec l'ajout de cyclopentane. Le choix du système (CP agité dans l'eau ou émulsion CP/eau) a un effet important sur les paramètres préalablement cités. La différence d'aire interfaciale CP /eau /gaz dissous pourrait expliquer les différences de comportements observés. Les résultats ont démontré que le cyclopentane est un bon additif pour la capture efficace du CO2 par formation d'hydrates de gaz.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-00660429 , version 1 (16-01-2012)

Identifiants

  • HAL Id : hal-00660429 , version 1

Citer

Aurélie Galfré, Amara Fezoua, Ana Cameirão, Yamina Ouabbas, Jean-Michel Herri. Cinétique de cristallisation des hydrates de gaz en émulsion. XIII° Congrès de la SFGP 2011 Société Française de Génie des Procédés : Des procédés au service du produit au coeur de l'Europe, Nov 2011, Lille, France. pp.N°199. ⟨hal-00660429⟩
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