Efecto de gradientes de temperatura en la descomposición de hidratos de metano usando simulaciones de dinámica molecular.

• Autores: Florianne Castillo Borja, Ulises Iván Bravo Sánchez, Richart Vázquez Román
• Localización: Avances en Ciencias e Ingeniería, ISSN-e 0718-8706, Vol. 13, Nº. 1, 2022, págs. 1-15
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Effect of temperature gradients in the methane hydrate decomposition using molecular dynamic simulations.
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    El proceso de disociación de hidratos de metano es simulado aplicando rampas de calentamiento a presión constante a un sistema gas-hidrato-líquido hasta obtener un sistema gas-líquido. Se usaron simulaciones de Dinámica Molecular NPT y se analizaron diferentes métricas para detectar el punto de disociación del hidrato, como son cambios en la energía potencial, RDF, número de puentes de hidrógeno y parámetros de orden estructural F3 y F4φ. La metodología se aplicó para tres diferentes presiones. Los resultados indican que la estrategia y los modelos utilizados son adecuados para estudiar la descomposición de los hidratos de metano. Se obtuvieron errores del 0.31 al 2.83 % en la predicción de la temperatura de disociación. En este trabajo, debido al calentamiento gradual y a la presencia de una interfase, las moléculas de metano son gradualmente liberadas hacia la fase gas por lo cual no se observó la formación de nanoburbujas.

  • English

    The methane hydrate dissociation process is simulated by applying heating ramps at constant pressure to a gas-hydrate-liquid system until a gas-liquid system is obtained. NPT molecular dynamics simulations were used and different metrics were analyzed to detect the hydrate dissociation point, such as changes in potential energy, RDF, number of hydrogen bonds and F3 and F4φ structural order parameters. The methodology was applied for three different pressures. The results indicate that the strategy and models used are suitable for studying the decomposition of methane hydrates. Errors of 0.31 to 2.83 % were obtained in the prediction of dissociation temperature. In this work, due to the gradual heating and the presence of a gas-hydrate interface, the methane molecules are gradually released towards the gas phase and the formation of nanobubbles was not observed.