Solubilities of Nitrogen, Isobutane and Carbon Dioxide in Polyethylene

Chaudhary, Bharat I.; Johns, A. I.

doi:10.1177/0021955x9803400403

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“…The calculated solubilities, expressed as the mass of carbon dioxide dissolved in 100 g of empty polymer, are presented in Figure 11. The predicted values obtained with this model system correspond fairly well with experimental measurements of Sato et al [47] and of Chaudhary and Johns [48] on polyethylene. Another information that is very important to characterize is the volumetric behavior of the system.…”

Section: Solubility Of High Pressure Gases In Polymerssupporting

confidence: 87%

Applications of Molecular Simulation in Oil and Gas Production and Processing

Ungerer¹,

Lachet²,

Tavitian³

2006

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

113

141

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Résumé -Applications de la simulation moléculaire à la production et au traitement du pétrole et du gaz -La simulation moléculaire est une technique émergente qui consiste à simuler un système de quelques centaines de molécules de façon très détaillée. Par des moyennes statistiques appropriées, on peut déterminer sur la base des résultats de cette simulation des propriétés d'équilibre et de transport qui peuvent être comparées à des résultats expérimentaux. Le but de l'article est de fournir au lecteur des notions de base sur les méthodes de simulation. Ensuite, des exemples d'application sont abordés qui couvrent divers domaines de l'industrie pétrolière. En ingénierie de réservoir, ces exemples ont trait aux propriétés d'équilibre des hydrocarbures lourds, aux propriétés thermiques des gaz naturels, ainsi qu'aux propriétés volumétriques et aux équilibres de phase des mélanges d'hydrocarbures et de gaz acides. Les applications du domaine de la production et du traitement sont illustrées par l'exemple des équilibres de phase impliquant le méthanol (couramment employé comme solvant ou comme inhibiteur d'hydrates) et celui de la solubilité des gaz dans les matériaux polymères à haute pression. En raffinage, c'est à la solubilité de l'hydrogène sulfuré dans les hydrocarbures à haute température que la simulation a été appliquée. Dans chacun de ces problèmes, la simulation a apporté des prédictions très utiles ainsi qu'une compréhension des causes profondes des relations entre la structure chimique et les propriétés des fluides. Elle fournit ainsi une voie intermédiaire à mi-chemin entre les mesures expérimentales et les modèles thermodynamiques classiques. Moins chère et plus rapide que de nouvelles mesures, elle peut améliorer la détermination des paramètres des modèles utilisés en routine. Abstract -Applications of Molecular Simulation in Oil and Gas Production and ProcessingMolecular simulation is an emerging technique which consists in performing a detailed simulation of microscopic systems involving typically a few hundreds of molecules. On the basis of these simulations

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Section: Solubility Of High Pressure Gases In Polymerssupporting

confidence: 87%

Applications of Molecular Simulation in Oil and Gas Production and Processing

Ungerer¹,

Lachet²,

Tavitian³

2006

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

113

141

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“…A diffusion slightly faster is obtained for CO 2 compared to CH 4 . Such behaviour has been already reported in the literature with other polymers: polypropylene [63] and polystyrene [64], and has been interpreted on the basis of molecular structure considerations, attributing the faster diffusion to faster axial motions in case of linear molecules.…”

Section: Simulation Resultsmentioning

confidence: 87%

“…Several techniques like gravimetry [1][2][3][4], permeation cell [5,6] and NMR [7] have been adopted to measure solubility and diffusion coefficients. From a theoretical point of view, these two quantities are usually described and calculated through the concept of free volume [8][9][10], the dual-mode transport model [11][12][13][14], and molecular theories [15][16][17][18].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Gas Permeation in Semicrystalline Polyethylene as Studied by Molecular Simulation and Elastic Model

Memari

Lachet

Rousseau

2013

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

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> Development of Reactive Barrier Polymers against Corrosion for the Oil and Gas Industry: From Formulation to Qualification through the Development of Predictive Multiphysics ModelingDéveloppement de matériaux barrières réactifs contre la corrosion pour l'industrie pétrolière : de la formulation à la qualification industrielle en passant par le développement de modèles multiphysiques prédictifs Résumé -Perméation de gaz dans le polyéthylène semi-cristallin par simulation moléculaire et modèle élastique -Dans ce travail, nous utilisons la simulation moléculaire pour étudier la perméa-tion de deux gaz (CH 4 et CO 2 ) dans le polyéthylène. Ces simulations sont conduites à des températures inférieures à la température de fusion du polymère. Bien que dans de telles conditions, le polyéthylène soit à l'état semi-cristallin, des boîtes de simulation contenant exclusivement du polymère amorphe sont utilisées. Dans de précédents travaux [Memari P., Lachet V., Rousseau B. (2010) Polymer 51, 4978], nous avons montré que les effets de la morphologie complexe des matériaux semi-cristallins pouvaient être pris en compte de manière implicite par une contrainte ad-hoc exercée sur la phase amorphe. Dans le présent travail, nous montrons que cette approche peut être mise en oeuvre non seulement pour le calcul de propriétés d'équilibre mais également pour le calcul de propriétés de transport comme les coefficients de diffusion. De plus, en utilisant le modèle élastique de Michaels et Hausslein [Michaels A.S., Hausslein R.W. (1965) J. Polymer Sci. : Part C 10, 61], cette contrainte ad-hoc peut être reliée à la fraction de chaînes qui contribuent au terme d'énergie élastique dans le matériau. Nous constatons que les propriétés de transport dans les régions amorphes sont fortement influencées par cette fraction de chaînes. Abstract

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“…Some evolutions of this technique allow to perform measurements at a pressure of 12 MPa and a temperature up to 350°C with a resolution of 10 µg, for an initial weight of polymer sample of about 1 g [20,21]. By installing an electromagnetic coupling to transmit the sample weight to an external balance, it is possible to obtain a system called "magnetic suspension balance" [22]. By this method, a pressure of 45 MPa and a temperature of 250°C can be reached, for a weight of sample of 25 g, with a resolution of about 10 µg.…”

Section: Sorption-desorptionmentioning

confidence: 99%

Transport Properties of Gases in Polymers: Experimental Methods

Flaconnèche

Martin

Klopffer

2001

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

111

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Résumé -Méthodes de mesure des coefficients de transport de gaz dans les polymères -La perméabilité aux gaz des polymères est une propriété inhérente à leur structure, qui résulte de la solubilisation des fluides dans la matière, puis de la diffusion de ces produits à travers la matrice polymère. L'aptitude d'un gaz à pouvoir traverser plus ou moins rapidement un matériau peut être mise à profit dans de nombreux domaines industriels. Des polymères très peu perméables sont par exemple recherchés dans des domaines aussi divers que la production pétrolière, l'emballage alimentaire ou le domaine automobile. Dans les applications pétrolières, la fonction principale des polymères est d'assurer l'étanchéité des structures telles que les conduites. Dans ce cas, les matériaux sont au contact de gaz à haute température et sous forte pression et les informations concernant les coefficients de transport dans ces conditions extrêmes ne sont généralement pas disponibles dans la littérature. C'est pourquoi certains appareillages susceptibles de donner accès à ces valeurs ont été développés. Après quelques rappels théoriques des méthodes de calcul pour l'obtention des coefficients de transport et une brève revue bibliographique des différentes techniques expérimentales existantes, les différents montages expérimentaux étudiés sont décrits précisément.Mots-clés : perméabilité, diffusion, solubilité, polymères, gaz, méthodes expérimentales. Abstract -Transport Properties of Gases in Polymers: Experimental Methods -The permeability of gases in polymers is a property inherent to their structure, which results, firstly, from the absorption of fluids by the material, then, from the diffusion of these products through the polymer matrix. The capacity of a gas to cross more or less fast a material can be used in numerous industrial

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Solubilities of Nitrogen, Isobutane and Carbon Dioxide in Polyethylene

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Applications of Molecular Simulation in Oil and Gas Production and Processing

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Gas Permeation in Semicrystalline Polyethylene as Studied by Molecular Simulation and Elastic Model

Transport Properties of Gases in Polymers: Experimental Methods

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