Кластерно-Коагуляційна Модель Зародкоутворення Та Кристалізації Газових Гідратів

Abstract

КЛАСТЕРНО -КОАГУЛЯЦІЙНА МОДЕЛЬ ЗАРОДКОУТВОРЕННЯ ТА КРИСТАЛІЗАЦІЇ ГАЗОВИХ ГІДРАТІВ Анотація. У статті проведено аналіз утворення газогідратів при охолодженні або пересиченні розчину: кластеризації, зародкоутворення, коагуляції зародків і масового гідратоутворення. Виконано аналіз гідратоутворення на підставі термограм охолодження, що охоплюють температури, як вище, так і нижче від температури переохолодження розчину. Наведено рівняння залежності енергій Гіббса від температури для кожної фази процесу утворення газогідратів: рідкої, газової, рідко-кластерної гідратної та твердої гідратної. До процесу гідратоутворення застосовано термодинамічну теорію зародкоутворення при кристалізації, яка була створена Гіббсом, Фольмером і Косселем. Для утворення кластерів потрібно менше роботи, ніж для стійкого кристалічного зародка газогідрату тому, що процес утворення зародків протікає з виділенням теплоти, так як енергія іона, який рухається у розчині, більше енергії нерухомого іона, розташованого у кристалі. Проаналізовано кристалізацію переохолоджених розчинів по термограмі T -t з точки зору кластерно-коагуляційної моделі. Запропоновано кластернокоагуляційну модель утворення критичних (стабільних) зародків газових гідратів та їх зростання при кристалізації. Наведено етапи розвитку кластернокоагуляційної моделі кристалізації. Різновидом флуктуаційної теорії служить кластерна теорія утворення зародків. Флуктуаційна теорія стверджує, що зародки в розчині виникають внаслідок флуктуації його щільності при локальному зменшенні ентропії та енергії Гіббса. Результати узгоджуються з основними положеннями кластерно-коагуляційної моделі кристалізації розчинів.