view in publisher's site

Molecular Dynamics Study of Kinetic Hydrate Inhibitors: The Optimal Inhibitor Size and Effect of Guest Species

We propose a model for slowing down of clathrate hydrate formation caused by kinetic hydrate inhibitors (KHIs) on the basis of the Gibbs–Thomson effect. The residence time of inhibitor molecules bound to the hydrate surface and the intrinsic growth rate of the clathrate hydrate without KHIs are key ingredients of the model. The binding free energies of the monomer, dimer, tetramer, and octamer of a KHI, polyvinylcaprolactam (PVCap), are calculated using molecular dynamics simulations to estimate the residence times, which are far beyond the feasible simulation time. Our model accounts for the kinetic inhibition mechanism while reproducing experimental data of the size dependence of PVCap very well. We demonstrate that this model explains why blends of high and low-molecular-weight polymers show better performance than the KHI with a unimodal molecular weight distribution and why quaternary ammonium cations are good KHIs for tetrahydrofuran hydrate although they cannot inhibit formation of natural gas hydrates.

مطالعه دینامیک مولکولی of هیدرات کینتیک: اندازه Inhibitor بهینه و اثر گونه‌های مهمان

ما مدلی را برای کاهش تشکیل هیدرات clathrate ایجاد شده توسط بازدارنده هیدرات کینتیک (KHIs)براساس اثر گیبس - تامسون پیشنهاد می‌کنیم. زمان اقامت مولکول‌های بازدارنده که به سطح هیدرات متصل می‌شوند و نرخ رشد درونی هیدرات clathrate بدون KHIs اجزا کلیدی مدل هستند. انرژی‌های آزاد پیوندی مونومر، دی دایمر، tetramer و octamer یک khi، polyvinylcaprolactam (PVCap)با استفاده از شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی برای تخمین زمان اقامت محاسبه می‌شوند که بسیار فراتر از زمان شبیه‌سازی عملی هستند. مدل ما مکانیزم بازدارندگی جنبشی را در حالی که داده‌های تجربی وابستگی به اندازه of را به خوبی بازتولید می‌کند، حساب می‌کند. ما نشان می‌دهیم که چرا مخلوط‌های پلیمرهای با وزن مولکولی بالا و با وزن مولکولی پایین عملکرد بهتری نسبت به khi با توزیع وزن مولکولی تک نمایی نشان می‌دهند و چرا کاتیون‌های آمونیوم چهارتایی KHIs خوبی برای هیدرات هستند اگر چه آن‌ها قادر به مهار تشکیل هیدرات گاز طبیعی نیستند.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.