Период индукции гидратообразования при контакте газа и воды

Abstract

A theoretical model for the description of the initial stage of formation of the hydrate layer at the interface of water and gas hydrate is suggested. According to the present model, this stage (called the induction period), is followed by dissolution of the gas in the water, as well as the formation and growth of the hydrate zone in the bulk impurity particles near the contact. The analytical solution for the characteristic time during which the volume content of the hydrate phase reaches unity is obtained; the unity leads to film - forming, prior to hydrate layer at the gas – water border. This is the typical time taken for the induction. According to the formula, the induction period is inversely dependent on the magnitude of the static pressure of minus two and the third degree of impurity particles.

Предложена теоретическая модель для описания начального этапа формирования гидратного слоя на границе контакта воды и гидратообразующего газа. Согласно представленной модели, этот этап (в дальнейшем будем его называть периодом индукции), сопровождается растворением газа в воде, а также формированием и ростом гидрата в объемной зоне на примесных частицах вблизи границы контакта. Получено аналитическое решение для характерного времени, в течение которого объемное содержание гидратной фазы достигает единицы и тем самым формируется пленка, предшествующая гидратному слою на границе «газ – вода». Это характерное время принято за время индукции. Согласно полученной формуле, период индукции зависит обратно пропорционально от величины статического давления и от минус двух третей степени числа примесных частиц.