Studiare gli effetti dei surfactant sulla cristallizzazione idratata nelle interfacce olio-acqua utilizzando un dispositivo Modular EStier integrato a basso costo

Summary

Vi presentiamo un protocollo per studiare la formazione di idrati in presenza di surfactants nonionici sull'interfaccia di una gocciolina d'acqua sommersa in cicline. Il protocollo consiste nel costruire un regolatore di temperatura a basso costo, programmabile. Il sistema di controllo della temperatura è combinato con tecniche di visualizzazione e misurazioni della pressione interna.

Abstract

Introduciamo un approccio per studiare la formazione e la crescita degli idrati sotto l'influenza di surfactants nonionici. Il sistema sperimentale include un regolatore di temperatura, tecniche di visualizzazione e misurazioni della pressione interna. Il sistema di controllo della temperatura contiene un regolatore di temperatura programmabile a basso costo realizzato con componenti Peltier allo stato solido. Insieme al sistema di controllo della temperatura, abbiamo incorporato tecniche di visualizzazione e misurazioni della pressione interna per studiare la formazione e l'inibizione dell'idrato in presenza di surfactants nonionici. Abbiamo studiato la capacità di idrare i surfactanti nonionici (monolaurate sorbitane, monooleate sorbitane, PEG-PPG-PEG e poliooxyethylenesorbitan tristearate) a basse (cioè 0,1 CMC), medie (cioè CMC) e alte (cioè 10 CMC). Si formarono due tipi di cristalli: planare e conico. I cristalli planari si sono formati in acqua piana e basse concentrazioni surfactant. Cristalli conici si sono formati in alte concentrazioni di surfactant. I risultati dello studio mostrano che i cristalli conici sono i più efficaci in termini di inibizione idratata. Poiché i cristalli conici non possono crescere oltre una certa dimensione, il tasso di crescita idrata come cristallo conico è più lento del tasso di crescita dell'idrato come cristallo planare. Quindi, i surfactants che costringono gli idrati a formare cristalli conici sono i più efficienti. L'obiettivo del protocollo è quello di fornire una descrizione dettagliata di un sistema sperimentale in grado di studiare il processo di cristallizzazione idratata di cicloliani sulla superficie di una goccia d'acqua in presenza di molecole di surfactant.

Introduction

L'incentivo a comprendere il meccanismo di cristallizzazione e inibizione idratate deriva dal fatto che gli idrati si verificano naturalmente nelle tubazioni dell'olio e possono causare difficoltà nella garanzia del flusso. Ad esempio, la fuoriuscita di petrolio¹ del Golfo del Messico del 2010 è stata il risultato dell'accumulo di idrati in un sistema di tubazioni petrolifere sottomarine, causando contaminazione all'ambiente. Pertanto, comprendere la formazione e l'inibizione dell'idrato è fondamentale per prevenire futuri disastri ambientali. Gran parte della forza motrice per lo studio della cristallizzazione idratata negli ultimi anni è lo s....

Protocol

1. Formazione idratata sulle goccioline d'acqua in ciclolla

NOTA: La procedura sperimentale descritta di seguito è per lo studio della formazione di idrati su una goccia d'acqua in cicline utilizzando la cella di visualizzazione IMPd e idratata descritta nell'introduzione.

1. Fissare un ago da 19 G alla siringa di vetro da 1 mL (Figura 2b, C).
2. Sciacquare la siringa di vetro da 1 mL e l'ago da 19 G 3x con acqua DI.
3. Riempire la siringa con acqua DI.
4. Riempire la cella di visualizzazione idratata (Figura 2b, E) con ....

Results

Utilizzando questo sistema sperimentale si può esaminare la formazione idrata all'interfaccia olio-acqua e misurare lo stress interfacciale associato al processo di cristallizzazione. La figura 6 mostra una serie rappresentativa di risultati che includono sia la formazione di cristalli che lo stress interfacciale. Nella crescita del guscio planare (Figura 6a), il cristallo è cresciuto dai due poli verso l'equatore. Per questo motivo, nel cristal.......

Discussion

In questo articolo viene descritta una tecnica sperimentale per studiare la cristallizzazione idratata nell'interfaccia olio-acqua in presenza di salubri non ionici. L'apparecchio è composto da un sistema di controllo della temperatura e da una cella di visualizzazione che comprende una camera in ottone con finestre, telecamera CMOS e trasduttore di pressione. Il sistema di controllo della temperatura è costituito da un microcontrollore, potente piastra Peltier, 120 mm dispositivo di raffreddamento CPU come il dissipator.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
1/16 pollici Raccordo a T in acciaio inossidabile Swagelok
in PTFE calibro 19	Scientific Commodities, Inc.
Ago calibro 19 (modello: 1001 LTSN SYR)
DS18B20 a 1 filo - sensore
Antiappannamento	RainX
Arduino Leonardo microcontrollore
Tubo in ottone da 1/16 in.	K& S Precision Metals
Chemyx Fusion 100 Pompa di infusione	Chemyx
cMOS fotocamera acA640-750um	Basler
Cyclopentane 98% extra puro	ACROS organics	AC111481000
Lampada a collo d'oca in fibra ottica 150W	AmScope
Fotodiox tubi di prolunga macro, 35 mm
Siringa in vetro Hamilton 1 mL
ImageJ
TEC1-12715	Amazon
Pluronic L31 (PEG-PPG-PEG)	sigma aldrich	9003-11-6
Pylon Viewer v5.0.0.6150	Basler
Span 20 (laurato di sorbitano, monolaurato di sorbitano)	Sigma Aldrich	1338-39-2
Span 80 (monooteato di sorbitano)	Sigma Aldrich	1338-43-8
Thermaltake NiC C4 120mm CPU raffreddatore	Thermaltake
Tween 65 (Poliossietilensorbitano Tristearate)	Sigma Aldrich	9005-71-4
alimentatore DC