Базы данных
База данных понятий
Клатраты, в к-рых "гостями" являются молекулы газов или легкокипящих жидкостей (О2, N2, Ar, Xe, Br2, Cl2, SF6, H2S, CH4, C3H8, CHCl3 и др.), а "хозяевами" - молекулы воды, образующие кристаллич. каркас. По внеш. виду напоминают снег или рыхлый лед, но в отличие от них могут существовать при положит, т-рах.
Молекулы газа размещены в полостях кристаллич. решетки из молекул воды и удерживаются в них ван-дер-ваальсовыми силами. Полости имеют вид многогранников. Кристаллич. решетка из молекул воды, характерная для газовых гидратов, если она не заполнена строго определенным кол-вом молекул газа, термодинамически нестабильна. Газовые гидраты в осн. кристаллизуются в одной из двух сингоний: объемно-центрированной кубической типа CsCl (структура I; a = = 1,2 нм, z = 46) и гранецентрированной кубической типа алмаза (структура II; а = = 1,73-1,74 нм, г = 136).
Гидраты образуются газами, макс, диаметр молекул к-рых менее 0,69 нм.
Плотность газовых гидратов составляет 0,8-1,24 г/см3, например, плотность С3Н8 · 17Н2О = 0,88 г/см3. Газовые гидраты структуры I не имеют критич. т-ры, структуры II имеют. Так, для гидрата С3Н8 крит. т-ра 278,8 К при 552 кПа, BrClF2C 283,1 К при 169 кПа, СН3Сl 293,6 К при 496,0 кПа. С увеличением размера молекулы газа или жидкости, образующей гидрат, т-ра диссоциации газовых гидратов при одном и том же давлении повышается. Так, при давл. 101,3 кПа для гидрата СН4 эта т-ра 194,4 К, С2Н6 241,6 К, С3Н8 261,5 К.
Многие технол. процессы в хим., газовой и нефтехим. пром-сти сопровождаются образованием газовых гидратов, что может приводить, напр., к закупорке трубопроводов и аппаратов и в результате к авариям. Для предотвращения образования газовых гидратов. в газовый поток вводят ингибиторы (р-ры солей, напр. NaCl, СаСl2, спирты, гликоли и др.), к-рые частично связывают воду и увеличивают давление гидратообразования при данной т-ре или снижают т-ру гидратообразования при данном давлении. При добыче прир. газа в кач-ве ингибиторов чаще всего используют метанол или р-р СаСl2, на заводах синтетич. спирта - метанол или изопропанол, к-рые вводят в дефлегматор ректификац. колонны. Для предотвращения гидратообразования применяют также осушку газов.
Образование газовых гидратов используют при опреснении морской воды, хранении газов в виде гидратов, разделении многокомпонентных газовых и жидких смесей, при транспорте прир. газа в виде гидратной пульпы, для ликвидации туманов.
Газовые гидраты углеводородов широко распространены в природе, они залегают в разрезах осадочных пород на материках и дне океанов. Запасы прир. газа в виде газовых гидратов, вероятно, значительно превышают запасы газа в свободном состоянии.
Впервые газовый гидрат (хлора) получил Г.Дэви в 1811.