Methanol incorporation in clathrate hydrates and the implications for oil and gas pipeline flow assurance and icy planetary bodies
Notice bibliographique
Résumé
One of the best-known uses of methanol is as antifreeze. Methanol is used in large quantities in industrial applications to prevent methane clathrate hydrate blockages from forming in oil and gas pipelines. Methanol is also assigned a major role as antifreeze in giving icy planetary bodies (e.g., Titan) a liquid subsurface ocean and/or an atmosphere containing significant quantities of methane. In this work, we reveal a previously unverified role for methanol as a guest in clathrate hydrate cages. X-ray diffraction (XRD) and NMR experiments showed that at temperatures near 273 K, methanol is incorporated in the hydrate lattice along with other guest molecules. The amount of included methanol depends on the preparative method used. For instance, single-crystal XRD shows that at low temperatures, the methanol molecules are hydrogen-bonded in 4.4% of the small cages of tetrahydrofuran cubic structure II hydrate. At higher temperatures, NMR spectroscopy reveals a number of methanol species incorporated in hydrocarbon hydrate lattices. At temperatures characteristic of icy planetary bodies, vapor deposits of methanol, water, and methane or xenon show that the presence of methanol accelerates hydrate formation on annealing and that there is unusually complex phase behavior as revealed by powder XRD and NMR spectroscopy. The presence of cubic structure I hydrate was confirmed and a unique hydrate phase was postulated to account for the data. Molecular dynamics calculations confirmed the possibility of methanol incorporation into the hydrate lattice and show that methanol can favorably replace a number of methane guests.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».