Mesure et modélisation des conditions de dissociation d'hydrates de gaz stabilisés en vue de l'application au captage du CO2

Characterization and modelisation of CO2 gas hydrates aiming to gas mixtures separation

• Auteur / Autrice : Wassila Bouchafaa
• Direction : Didier Dalmazzone
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : [Chimie]
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrates de gaz naturel

Mots clés libres

Tbab

Séparation CO2

Captage CO2

Résumé

La capture et la séquestration du CO2 en sortie des usines d'incinération, des centrales thermiques ou des cimenteries est devenu un enjeu mondial. La capture de ce gaz par voie hydrate est une alternative prometteuse. L'objet de cette thèse est l'étude de la stabilité des systèmes d'hydrates mixtes contenant du CO2 et un autre gaz (N2, CH4 et H2) avec l'eau pure, ou encore avec un additif permettant l'abaissement des pressions de formation : le tetrabutylamonium bromure (TBAB), dans une perspective de séparation de gaz. La technique expérimentale que nous avons utilisée est la calorimétrie différentielle programmée (DSC). Elle nous a permis de mesurer les températures et les enthalpies de dissociation des différents systèmes d'hydrates avec l'eau pure : N2, CH4, N2+ CO2, CH4+CO2, H2+CO2 ; mais aussi des systèmes semi-clathrates: CO2+CH4 et CO2+N2 à différents pourcentages massiques de TBAB (10, 20, 30 et 40). La dernière partie de cette thèse concerne la modélisation thermodynamique des semi-clathrates, où nous avons développé le cas particulier du système d'hydrate: CH4+TBAB

The capture and the detention of the CO2, stemming from heatings, vehicles, incineration units and various types of combustion or fermentation became a world stake. The capture of this gas by using hydrates absorption is a promising alternative. The aim of this work is to study the stability of mixed hydrates systems containing CO2 and another gas (N2, CH4 and H2) with pure water, or with an additive allowing to decrease the operating pressures: the tetrabutylamonium bromide (TBAB), in a perspective of gas separation. The experimental technique that we have used is the differential scanning calorimetry (DSC). It allowed us to measure the dissociation temperatures and enthalpies for various hydrate with pure water: N2, CH4, N2 + CO2, CH4+CO2, H2+CO2; but also semi-clathrates systems: CO2+CH4 and CO2+N2 with different mass percentages of TBAB (10, 20, 30 and 40). The last part of this thesis concerns the modelling thermodynamics of semi-clathrate systems, where we developed the particular case of the system: CH4+TBAB