Academic literature on the topic 'Solubilité de gaz'

Les conditions dans les gisements profonds du petrole et du gaz naturel sont telles que la pression peut atteindre 1000-1200 bars et la temperature 200c. Dans ces conditions les solubilites mutuelles de l'eau et des hydrocarbures peuvent etre importantes et leurs predictions est un defi pour les petroliers. En effet peu de donnees existent au dela de 700 bars. Des nouvelles donnees de solubilite dans l'eau a 344,25 k et a la pression de 2,5 a 100 mpa du methane, de l'ethane, du n-butane, du dioxyde de carbone et de leurs melanges sont fournies dans ce travail. Les resultats sont en bon accord avec ceux de la litterature dans le cas des hydrocarbures purs dans l'eau, mais different pour les melanges d'hydrocarbures. Une analyse thermodynamique rigoureuse nous a permis de concevoir un modele qui combine une equation d'etat classique (peng-robinson avec des k#i#j donnes par la litterature) avec la loi de henry exprimee a l'aide de l'equation de krichevsky-kasarnovsky. Pour un solute donnee, les deux parametres de cette equation sont la constante de henry a la tension de vapeur de l'eau et le volume molaire partiel a dilution infinie. Ces deux parametres sont seulement fonctions de la temperature. Pour un grand nombre de solutes, ces fonctions sont obtenues a partir d'une selection des donnees de solubilite de systemes binaires, et une nouvelle correlation est proposee.

L’industrie est grande consommatrice de gaz de l’air, principalement oxygène, azote, argon pour des applications nombreuses et variées. Parmi les différents procédés de séparation des constituants de l’air, le plus employé reste la distillation fractionnée à basse température. L’air atmosphérique d’alimentation des unités de distillation d’air doit être, préalablement à la liquéfaction, débarrassé des constituants gênant à basses températures. La présence de polluants – CO2, N2O, H2O et hydrocarbures (en particulier propane, éthane et éthylène) – dans l’air d’alimentation peut notamment être à l’origine de certains dysfonctionnements de ces installations. Les propriétés physiques de certains polluants atmosphériques dans les conditions cryogéniques d’opération du procédé de distillation d’air (93 à 153 K) ont été étudiées par le passé mais les données de solubilité des hydrocarbures dans l’oxygène liquide restent rares en raison des difficultés inhérentes à la manipulation de ces mélanges inflammables. Toutefois une meilleure connaissance de ces propriétés est indispensable pour améliorer de façon significative la maîtrise des risques et les performances des unités de distillation de l’air. C’est pourquoi, un appareillage original a été conçu et mis au point en collaboration avec L’Air Liquide. Cette installation permet d’étudier, selon une méthode “statique-analytique”, in situ et en toute sécurité, les systèmes “hydrocarbure-oxygène” à l’équilibre thermodynamique. Des travaux ont été réalisés sur les binaires propane-azote et propane-oxygène dans un premier temps, permettant ainsi de mesurer les valeurs de solubilité du propane dans ces liquides cryogéniques à des températures inférieures aux points critiques des solvants (N2 et O2) et de modéliser les diagrammes de phases (P, x) correspondants. L’étude a été étendue aux systèmes éthane-, éthylène- et butane-oxygène. Les résultats de ces travaux sont désormais exploitables par l’industriel dans un simulateur de procédé<br>Industry is large consumer of air gas, mainly oxygen, nitrogen, argon for many and varied applications. Among the various processes of separation of air components, the more employed remains fractional distillation at very low temperature. The feed atmospheric air of air distillation units must be cleaned, before liquefaction, by removing all components being potentially obstructive at low temperatures (natural or produced by anthropic activities). The presence of pollutants – CO2, N2O, H2O and hydrocarbons (in particular propane, ethane, ethylene) – in the feed air can be at the origin of some drastic dysfunctions. That is why a more accurate knowledge of the solubility of hydrocarbons in liquid oxygen under process operating conditions (from 93 to 153 K) would make it possible to improve both evaluation and control of the risks specific to air distillation units and their performances. Concerning “hydrocarbon-oxygen” binary systems scientific literature presents only few data, probably because of the danger handling such flammable mixtures in laboratories. In order to be able to build the required database, in collaboration with L’Air Liquide new experimental equipment based on a “static-analytic” method allowing to work under safe conditions was designed, built and setup. The study of the solubility of propane in liquid oxygen was the really interesting first subject of investigation using new installation. Nevertheless we have begun investigations working on propane-oxygen system to validate equipment and continued with the study of the non hazardous mixture: propane-nitrogen before handling the propane-oxygen system. (P, x)-phase diagrams of these systems have been calculated thanks to thermodynamic modelling. Other works have been carried out concerning thermodynamic behaviour of several “hydrocarbon-oxygen” binary systems: ethane-oxygen, ethylene-oxygen and butane-oxygen. Results of this work can now be used by the industry in process simulator

Nous avons synthetise plusieurs series de verres (28 compositions differentes) a compositions simples ternaires dans le systeme sio#2, al#2o#3, k#2o, na#2o, cao, mgo et tio#2. Ces oxydes representent ceux le plus communement trouves dans les liquides silicates naturels. Ces verres ont ete ensuite equilibres selon trois procedures: un melange de gaz rares he, ne, ar, kr et xe enrichi en ar a 1500c pendant 1 heure et pendant 24 heures ou avec l'air atmospherique. Une ligne d'extraction, purification et analyses des gaz rares par spectrometrie de masse a ete concue et montee au laboratoire. Cette ligne nous a permis l'analyse des gaz he, ne, ar, kr et xe dans tous les liquides (enrichis en gaz rares ou equilibres a l'air). Nous avons egalement analyse 3 echantillons de compositions naturelles: 2 basaltes et 1 obsidienne. Le logarithme neperien de la solubilite si des gaz rares exprimee en mole de gaz/mole de liquide-bar lnsi pour les liquides etudies (enrichis en gaz rares pendant 24 h) se situent dans les domaines: (15. 29 et 12. 69) pour he, (15. 96 et 12. 72) pour ne, (18. 13 et 13. 91) pour ar, -20. 47 et 14. 82) pour kr et (20. 67 et 15. 74) pour xe. Nous remarquons que la solubilite des gaz rares est fonction de leur rayon ionique, elle est regulierement decroissante de l'helium au xenon (avec un leger chevauchement helium-neon). Les resultats des analyses des liquides enrichis en gaz rares pendant 24 heures constituent une base de donnees pour l'elaboration d'un modele de calcul de la solubilite des gaz rares dans les liquides silicates base sur la constante de solubilite de la loi de henry si reliee a la fraction molaire d'oxyde xj par: lnsi=xj. Kj ou kj est une constante de solubilite a calculer pour chaque gaz et chaque oxyde: sio#2, na#2o, k#2o, cao, mgo, al#2o#3 et tio#2. L'application du modele propose a toute notre base de donnees donne un ecart moyen entre la solubilite mesuree et calculee de 2. 46% pour he, 1. 25% pour ne, 2. 66% pour ar, 2. 72% pour kr et 2. 63% pour xe sur une trentaine de valeurs en moyenne pour chaque gaz. Les resultats des memes calculs pour les equilibrations de 1 h ou a l'air sont moins bons: nous interpretons ceci comme le resultat de l'effet cinetique pour certaines compositions (ar, kr et xe essentiellement) ou une sensibilite limitee (echantillons equilibres a l'air). Nous avons recense toutes les donnees publiees dans la litterature sur le sujet pour leur appliquer notre modele. Nous constatons que en general, pour l'helium et le neon nous avons des ecarts dans les limites de l'incertitude analytique avec une probable deviation systematique faible due a la difference de calibration entre laboratoires. Pour l'argon, selon les auteurs, l'ecart est plus ou moins important. Pour le krypton et le xenon, des ecarts significatifs entre valeurs mesurees et valeurs calculees semblent lies a des problemes cinetiques. En conclusion, nous pensons que les solubilites calculees par notre methode sont meilleures que celles mesurees. Il est donc plus interessant d'utiliser un modele de calcul pour s'affranchir des erreurs liees aux problemes analytiques

Ces dernières années, des problèmes de fonctionnement dus à la formation de dépôts de soufre élémentaire ont été rapportés dans les réseaux de transport du gaz naturel. La compréhension du phénomène passe par la connaissance de la solubilité du soufre dans ces conditions de pression et de température. Des données sont disponibles seulement dans les conditions de gisement du gaz naturel. Un appareillage expérimental a donc été conçu pour mesurer la solubilité du soufre dans les conditions de transport du gaz naturel. Le protocole de mesure se décompose en trois étapes. La première consiste saturer un gaz en soufre dans une cellule d’équilibre. Une fois l’équilibre solide/gaz établi, le gaz saturé est évacué et bulle dans une solution de piégeage qui capture le soufre dissout par absorption réactive. La dernière étape consiste en la quantification indirecte du soufre présent dans la solution de piégeage par chromatographie en phase gazeuse<br>Over recent years, many problems of elemental sulphur deposits in natural gas transmission line systems have been notified. These problems occur very often immediately downstream of a pressure reduction facility. In order to prevent the apparition of solid sulphur deposits causing security and maintenance problems it is imperative to determine sulphur solubility in natural gas at pressures and temperatures corresponding to transport conditions. For this work, an original experimental apparatus was designed to measure sulphur solubility in natural gas. The protocol principle is schematically divided into three steps: saturation, trapping and quantification. During the first step solid/gas equilibrium is established between the studied gas and the solid sulphur. Then the saturated gas is evacuated and pass through three separators where sulphur is trapped by reactive absorption. Finally the trapping solution are analyzed by gas chromatography to determine the solubility

Parmi les bis-perfluoroalkyl-1,2 éthylènes synthétisés, le (perfluorohexyl-1 perfluoroisopropyl-2) éthylène présente tous les critères d'un bon transporteur des gaz respiratoires. Solubilité de o::(2) et de co::(2) dans ces composés synthétisés

Afin d'assurer la securite, certains produits odorants comme le tetrahydrothiophene (thiacyclopentane) represente par le sigle tht, dont l'odeur est percue a faible teneur, sont injectes dans le gaz naturel par le gaz de france en vue d'odorisation. Cette odorisation artificielle rend toute fuite eventuelle de gaz immediatement detectable dans l'atmosphere, avant que la situation ne risque d'evoluer dangereusement. Par consequent, l'odorisation du gaz naturel tient un role considerable sur le plan de la securite et constitue une preoccupation majeure de toute compagnie gaziere. Un des problemes essentiels est l'elaboration de modeles thermodynamiques capables de representer le comportement du tht vis-a-vis du gaz naturel. Grace a ces modeles, il est possible, en principe, de comprendre les problemes lies a son stockage et a son injection dans le gaz naturel. L'elaboration de ces modeles necessitant des donnees experimentales, l'auteur a mesure les compositions a l'equilibre des phases liquides et gazeuses des binaires tht-ch#4, tht-n#2 et tht-co#2 dans les conditions reelles d'utilisation et de stockage des gaz distribues 1 < p (bar) < 60 et -30 < t (c) < 50. Deux dispositifs experimentaux bases sur un principe de saturation dynamique avec une analyse chromatographique en ligne ont ete realises et mis au point, l'un pour l'etude de la phase vapeur, l'autre pour l'etude de la phase liquide. L'auteur a teste et valide ces deux dispositifs sur des binaires publies. Le plus grand soin a ete porte aux conditions d'etalonnage et a l'etude de la reproductibilite des resultats experimentaux. Des grandeurs thermodynamiques supplementaires sont necessaires pour atteindre les compositions molaires des phases liquide et vapeur: pour la phase liquide, l'estimation de la masse volumique du tht est necessaire tandis que pour la phase vapeur l'auteur a mesure les pressions de vapeur du tht et estime les seconds coefficients du viriel. Ces estimations font intervenir les grandeurs critiques et facteurs acentriques qui ont ete calcules par diverses correlations. La composition de la phase vapeur estimee en supposant la vapeur ideale ou en tenant compte de l'approximation du viriel montrent que la correction de non idealite est indispensable. Finalement, l'auteur a propose une modelisation des equilibres liquide-vapeur des systemes etudies en utilisant des equations d'etat cubiques. Les parametres d'interaction k#i#j ont ete determines selon differentes methodes iteratives a partir de mesures experimentales. La representation de k#i#j en fonction de la temperature permet la restitution des systemes tht+ch#4 ou tht+n#2, et semble moins favorable dans le binaire tht+co#2. Dans tous le cas, l'auteur retrouve un comportement classique pour ces binaires

Lors du fonctionnement des batteries Li-ion, la dégradation progressive de l’électrolyte engendre la génération des gaz qui sont à l’origine du phénomène des surpressions dans ces dispositifs, et a pour conséquence des problèmes de sécurité. Cette thèse aborde l’étude de la solubilité des gaz issus des réactions de dégradation des électrolytes tels que le CO2, CH4, ou encore C2H4 dans plusieurs systèmes simples (solvants purs) ou complexes (mélanges binaires, ternaires et quaternaires avec sel de lithium), en fonction de la température, de la structure des solvants et des sels, ainsi que de leurs concentrations en solution. A cet effet, nous avons mesuré préalablement les propriétés volumétriques, de transport, ainsi que les pressions de vapeur des électrolytes formulés en fonction de la composition et de la température<br>The performance and the safety of a lithium-ion battery depend to a great extent on the stability of the electrolyte solution, because the high voltage of the battery may cause the decomposition of lithium salt or organic solvents, which limits then the battery lifetime. During these degradations, several gases are, generally, generated like the CO2, CO, CH4 and C2H4, which induce in fact several problems related to the pressure increase inside the sealed cell. The main objective of this PhD thesis is to understand the key thermodynamic parameters which drive the gas dissolution in classical solvents and electrolytes. For that, several pure solvents and electrolytes have been firstly investigated to determine their volumetric and transport properties, as well as, their vapour pressure as the function of temperature and composition

Cette étude vise à fournir les données de base permettant d'établir les relations entre la structure des polyuréthannes {en abrégé PUR) et les propriétés de transport des gaz à travers ces PUR. Dans ce but, nous avons synthétisé des PUR 11 modèles 11 de rigidité croissante. Étant donné leur nature hétérophasée, la caractérisation structurale est axée sur l'analyse calorimétrique différentielle qui permet de déterminer la fraction volumique des phases souple et rigide ainsi que leur composition. La zone d'inversion de phase confère au matériau des propriétés particulières : meilleur taux de séparation de phase, groupements N-H presque totalement liés par liaisons hydrogène à la température ambiante, … Les mesures des coefficients de perméabilité P et de diffusion D sont effectuées sur un appareillage construit au laboratoire, utilisant un capteur absolu de pression. Le coefficient de solubilité S est obtenu à partir de P et D. Les expériences à température variable donnent les énergies d'activation et la chaleur de dissolution. La diffusion est supposée se produire essentiellement dans la phase souple. Le coefficient de diffusion est relié d'une part à la fraction volumique de la phase rigide qui augmente le chemin de diffusion par un facteur de tortuosité, d'autre part à la mobilité de la phase souple qui varie dans le même sens que la masse molaire de la séquence souple. Le logarithme du coefficient de solubilité augmente linéairement avec la température critique des gaz diffusants. Les valeurs obtenues sont utilisées pour effectuer un calcul de la variation des pressions partielles des gaz dans les alvéoles des PUR cellulaires. Après avoir confronté calculs et expériences, nous formulons l'hypothèse que l'absorption du Fréon 11 dans la masse du PUR joue un rôle important dans sa diminution de pression partielle dans les alvéoles.

L'objectif principal de ce travail de thèse est l'acquisition et l'interprétation de nouvelles données thermodynamiques concernant les gaz acides (CO2 et H2S) et nécessaires à la modélisation de procédés de séquestration en aquifère salins. A cette fin, nous avons développé une technique de calorimétrie à écoulement qui permet d'accéder simultanément aux données enthalpiques et aux solubilités du CO2 et du H2S dans des solutions salines. Au cours de ce travail une nouvelle unité de mélange a été developpée et utilisée avec succès dans des conditions extrêmes : jusqu'à 393 K, avec des solutions salines fortement concentrées (solutions de NaCl et de CaCl2 de forces ioniqies jusqu'à 5 m) et des pressions de H2S jusqu'à 30 MPa. Le but était d'étudier l'influence de la pression, de la température, de la nature et de la concentration du sel sur la solubilité et les effets enthalpiques. La comparaison avec les données de la littérature combinée avec une analyse d'erreur d' "apriori" suggère que l'erreur sur l'enthalpie soit d'environs 4-5% et typiquement de 6-7% sur la détermination de la solubilité

Ce travail porte sur l'utilisation de solvants organiques en vue de l'extraction sélective de dioxyde de soufre (SO₂) des effluents gazeux industriels, le processus devant être réversible afin de pouvoir récupérer et recycler le solvant ; le SO₂ ainsi concentré pourra être recyclé. Cette étude a été effectuée en quatre étapes : (1) choix des solvants, (2) étude des interactions entre le SO₂ dissous et les solvants, (3) mesure de la solubilité de SO₂, (4) mesure de la cinétique d'absorption de SO₂. Des paramètres indiquant la basicité de type Lewis du solvant ont permis de corréler les valeurs de solubilité issues de la littérature. En prenant en compte des critères concernant la capacité, la sélectivité, la régénération, la pression de vapeur et la toxicité, nous avons retenu trois solvants : la N-Méthylpyrrolidone-2 (NMP), la N,N-Dimethylpropyleneuree (DMPU), la N-Methyldiethanolamine (MDEA). Nous avons constaté que des mélanges équimolaires de SO₂ et de solvant peuvent rester sous forme solide au-dessus du point de fusion des solvants purs. Des mesures par spectrométrie dans l'infrarouge et dans l'ultraviolet/visible et ainsi que par résonance magnétique nucléaire, ont montré que l'interaction entre le SO₂ et la NMP et entre le SO₂et la DMPU est plus particulièrement localisée sur le groupe carbonyle et qu'elle est complètement réversible. En revanche, le SO₂ réagit avec la MDEA de manière irréversible dans nos conditions expérimentales. La solubilité de SO₂ a été mesurée en fonction de sa pression partielle jusqu'a 1kPa dans un réacteur agité de 100 mL de volume, et de 2 a 100 kPa dans une petite colonne à bulles de 40 mL environ. Les points expérimentaux sont modélisés de façon très satisfaisante par un modèle original, ou la non-idéalité est exprimée en termes d'interactions physiques et chimiques. L’étude de la cinétique d'absorption a consisté en la mesure des profils de concentration (de SO₂ dans l'azote) radiaux dans un réacteur à film tombant. Les profils expérimentaux sont qualitativement en accord avec la théorie.