Études thermodynamiques sur les Semi-Clathrate Hydrates de TBAB + gaz contenant du Dioxyde de Carbone

Capturer le CO2 est devenu un domaine de recherche important en raison principalement des forts effets de serre dont il est juge responsable. La formation d'hydrate de gaz comme technique de separation montre un potentiel considerable, d'une part pour sa faisabilite physique et d'autre part pour une consommation energetique reduite. En bref, les hydrates de gaz (clathrates) sont des composes ″cages″ non-stoechiometriques, cristallins comme la glace et formes par une combinaison de molecules d'eau et de molecules hotes convenables, a basses temperatures et pressions elevees. Puisque la pression exigee pour la formation d'hydrate de gaz est generalement forte, il est judicieux d'ajouter du bromure tetra-n-butylique d'ammonium (TBAB) comme promoteur de formation d'hydrate de gaz. En effet, le TBAB permet generalement de reduire la pression exigee et/ou d'augmenter la temperature de formation aussi que de modifier la selectivite des cages d'hydrates au profit des molecules de CO2. TBAB participe a la formation des cages par liaisons ″hydrogene″. De tels hydrates sont nommes "semi-clathrate hydrates". Evidemment, des donnees d'equilibres de phase fiables et precises, des modeles thermodynamiques acceptables, et d'autres etudes thermodynamiques sont requises pour concevoir des procedes de separation efficaces utilisant la technologie mentionnee ci-dessus. Dans ce but, des equilibres de phase de clathrate/semi-clathrate hydrates de de divers melanges avec des gaz contenant CO2 (CO2 + CH4/N2/H2) ont ete mesures, ici, en presence d'eau pure et de solutions aqueuses de TBAB. La partie theorique de la these presente un modele thermodynamique developpe avec succes sur la base de la theorie des solutions solides de van der Waals et Platteeuw (vdW-P) associee aux equations modifiees de la determination des constantes de Langmuir des promoteurs d'hydrates pour la representation/prediction des equilibres en presence de ″semi-clathrate hydrates″ de CO2, CH4, et N2. Plusieurs tests de coherence thermodynamique bases soit sur l'equation de Gibbs-Duhem, soit sur une approche statistique ont ete appliques aux donnees d'equilibre de phase des systemes de ″clathrate hydrates″ simples/melanges afin de statuer sur leur qualite.