क्लैथ्रेट हाइड्रेट: Difference between revisions

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== संरचना ==
== संरचना ==


[[Image:HydrateStructures.jpg|thumb|विभिन्न गैस हाइड्रेट संरचनाओं का निर्माण पिंजरे।]]गैस हाइड्रेट्स आमतौर पर दो [[ क्रिस्टलोग्राफी ]] क्यूबिक संरचनाएं बनाते हैं: संरचना (प्रकार) I (नाम SI) और संरचना (प्रकार) II (नामित SII)<ref>{{cite journal |last1=Stackelberg |first1=M. v |last2=Müller |first2=H. R. |title=फिक्स्ड गशाइड्रेट II। संरचना और अंतरिक्ष रसायन विज्ञान|trans-title=Solid gas hydrates II. Structure and space chemistry |language=de |journal=Zeitschrift für Elektrochemie, Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie |date=1954 |volume=58 |issue=1 |pages=25–39 |doi=10.1002/bbpc.19540580105 |s2cid=93862670 |url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bbpc.19540580105 }}</ref> अंतरिक्ष समूहों का <math>Pm\overline{3}n</math> तथा <math>Fd\overline{3}m</math> क्रमश।अंतरिक्ष समूह की एक तीसरी हेक्सागोनल संरचना <math>P6/mmm</math> भी देखा जा सकता है (टाइप एच)।<ref>{{cite book |last1=Sloan |first1=E. Dendy |last2=Koh |first2=Carolyn A. |date=2008|title=प्राकृतिक गैसों के हाइड्रेट्स|publisher=CRC Press |orig-date=1st pub. 1998 |pages=45 |chapter=Chapter 2. Molecular Structures and Similarities to Ice |isbn=978-0-8493-9078-4 |name-list-style=amp}}</ref>
[[Image:HydrateStructures.jpg|thumb|विभिन्न गैस हाइड्रेट संरचनाओं का निर्माण पिंजरे।]]गैस हाइड्रेट आमतौर पर दो [[ क्रिस्टलोग्राफी |क्रिस्टलोग्राफी]] क्यूबिक संरचनाएं बनाते हैं: संरचना (प्रकार) I (नामक एसआई) और संरचना (प्रकार) II (नामक एसआईआई)<ref>{{cite journal |last1=Stackelberg |first1=M. v |last2=Müller |first2=H. R. |title=फिक्स्ड गशाइड्रेट II। संरचना और अंतरिक्ष रसायन विज्ञान|trans-title=Solid gas hydrates II. Structure and space chemistry |language=de |journal=Zeitschrift für Elektrochemie, Berichte der Bunsengesellschaft für physikalische Chemie |date=1954 |volume=58 |issue=1 |pages=25–39 |doi=10.1002/bbpc.19540580105 |s2cid=93862670 |url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/bbpc.19540580105 }}</ref> समष्टि समूहों की <math>Pm\overline{3}n</math> और <math>Fd\overline{3}m</math> क्रमशः। समष्टि समूह <math>P6/mmm</math> की एक तीसरी हेक्सागोनल संरचना भी देखी जा सकती है जैसे (प्रकार एच)।<ref>{{cite book |last1=Sloan |first1=E. Dendy |last2=Koh |first2=Carolyn A. |date=2008|title=प्राकृतिक गैसों के हाइड्रेट्स|publisher=CRC Press |orig-date=1st pub. 1998 |pages=45 |chapter=Chapter 2. Molecular Structures and Similarities to Ice |isbn=978-0-8493-9078-4 |name-list-style=amp}}</ref>
टाइप I की यूनिट सेल में 46 पानी के अणु होते हैं, जो दो प्रकार के पिंजरे बनाते हैं - छोटे और बड़े।यूनिट सेल में दो छोटे पिंजरे और छह बड़े होते हैं।छोटे पिंजरे में एक पेंटागोनल [[ द्वादशफ़लक ]] (5) का आकार होता है<sup>12 </sup>) (जो एक नियमित डोडेकाहेड्रोन नहीं है) और एक [[ टेट्रैडेकहेड्रोन ]] का बड़ा, विशेष रूप से एक [[ हेक्सागोनल ने ट्रैपेज़ोहेड्रोन को काट दिया ]] (5<sup>12 </sup> 6<sup>2 </sup>)।साथ में, वे वीर -फेलन संरचना का एक संस्करण बनाते हैं।टाइप I हाइड्रेट बनाने वाले विशिष्ट मेहमान कार्बन डाइऑक्साइड हैं | सह हैं<sub>2</sub>कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथरेट और मीथेन में | ch<sub>4</sub>मीथेन क्लैथ्रेट में।
प्रकार I की एकक कोष्ठिका में 46 पानी के अणु होते हैं, जो दो प्रकार के पिंजरे बनाते हैं - छोटे और बड़े। एकक कोष्ठिका में दो छोटे पिंजरे और छह बड़े होते हैं। छोटे पिंजरे में एक पंचकोणीय द्वादशफलक (5<sup>12</sup>) (जो एक नियमित [[ द्वादशफ़लक |द्वादशफ़लक]] नहीं है) का आकार होता है और बड़ा पिंजरा एक [[टेट्राडेकाहेड्रॉन]] का होता है, विशेष रूप से एक [[षट्कोणीय छोटा समलम्बाकार]] (5<sup>12</sup>6<sup>2</sup>)। साथ में, वे वीयर-फेलन संरचना का एक संस्करण बनाते हैं। प्रकार I हाइड्रेट बनाने वाले विशिष्ट मेहमान कार्बन डाइऑक्साइड हैं। टाइप I हाइड्रेट बनाने वाले विशिष्ट मेहमान कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथ्रेट में CO<sub>2</sub> और मीथेन क्लैथ्रेट में CH<sub>4</sub> हैं।


टाइप II की यूनिट सेल में 136 पानी के अणु होते हैं, जो फिर से दो प्रकार के पिंजरे बनाते हैं - छोटे और बड़े।इस मामले में यूनिट सेल में सोलह छोटे पिंजरे और आठ बड़े हैं।छोटे पिंजरे में फिर से एक पेंटागोनल डोडेकहेड्रोन (5) का आकार है<sup>12 </sup>), लेकिन बड़ा एक [[ हेक्साडेकहेड्रोन ]] (5) है<sup>12 </sup> 6<sup>4 </sup>)।टाइप II हाइड्रेट्स ओ जैसी गैसों द्वारा बनते हैं<sub>2</sub> और n<sub>2</sub>
प्रकार II की एकक कोष्ठिका में 136 पानी के अणु होते हैं, जो फिर से दो प्रकार के पिंजरों का निर्माण करते हैं - छोटे और बड़े। इस मामले में एकक कोष्ठिका में सोलह छोटे पिंजरे और आठ बड़े हैं। छोटा पिंजरा फिर से एक पंचकोणीय द्वादशफलक (5<sup>12</sup>) का आकार लेता है, लेकिन बड़ा एक [[षट्कोणीय]] पिंजरा (5<sup>12</sup>6<sup>4</sup>) है। प्रकार II हाइड्रेट O<sub>2</sub> और N<sub>2</sub> जैसी गैसों द्वारा बनते हैं।


टाइप एच की यूनिट सेल में 34 पानी के अणु होते हैं, जिसमें तीन प्रकार के पिंजरे होते हैं - विभिन्न प्रकार के दो छोटे, और एक विशाल।इस मामले में, यूनिट सेल में टाइप 5 के तीन छोटे पिंजरे होते हैं<sup>12 </sup>, टाइप 4 के दो छोटे<sup>3 </sup> 5<sup>6 </sup> 6<sup>3 </sup> और टाइप 5 का एक विशाल<sup>12 </sup> 6<sup>8 </sup>।टाइप एच के गठन के लिए दो अतिथि गैसों (बड़े और छोटे) के सहयोग की आवश्यकता होती है।यह बड़ी गुहा है जो संरचना एच हाइड्रेट्स को बड़े अणुओं (जैसे ब्यूटेन, हाइड्रोकार्बन) में फिट करने की अनुमति देता है, शेष गुहाओं को भरने और समर्थन करने के लिए अन्य छोटे सहायता गैसों की उपस्थिति को देखते हुए।संरचना एच हाइड्रेट्स को मेक्सिको की खाड़ी में मौजूद होने का सुझाव दिया गया था।भारी हाइड्रोकार्बन की थर्मोजेनिक रूप से उत्पादित आपूर्ति वहाँ आम है।
टाइप एच की यूनिट सेल में 34 पानी के अणु होते हैं, जो तीन प्रकार के पिंजरों का निर्माण करते हैं - विभिन्न प्रकार के जैसे दो छोटे और एक "विशाल"। इस मामले में, यूनिट सेल में 5<sup>12</sup> प्रकार के तीन छोटे पिंजरे, 4<sup>3</sup>5<sup>6</sup>6<sup>3</sup> प्रकार के दो छोटे और 5<sup>12</sup>6<sup>8</sup> प्रकार के एक विशाल पिंजरे होते हैं। प्रकार एच के गठन के लिए स्थिर होने के लिए दो अतिथि गैसों (बड़े और छोटे) के सहयोग की आवश्यकता होती है। यह बड़ी गुहा है जो संरचना एच हाइड्रेट्स को बड़े अणुओं (जैसे ब्यूटेन, हाइड्रोकार्बन) में फिट करने की अनुमति देता है, शेष गुहाओं को भरने और समर्थन करने के लिए अन्य छोटे सहायता गैसों की उपस्थिति को देखते हुए। संरचना एच हाइड्रेट्स को मेक्सिको की खाड़ी में मौजूद होने का सुझाव दिया गया था। भारी हाइड्रोकार्बन की थर्मोजेनिक रूप से उत्पादित आपूर्ति वहाँ आम है।


== ब्रह्मांड में हाइड्रेट्स ==
== ब्रह्मांड में हाइड्रेट्स ==


इरो एट अल।,<ref>{{cite journal |last1=Iro |first1=Nicolas |last2=Gautier |first2=Daniel |last3=Hersant |first3=Franck |last4=Bockelée-Morvan |first4=Dominique |last5=Lunine |first5=Jonathan I. |title=धूमकेतु में नाइट्रोजन की कमी की व्याख्या|journal=Icarus |date=February 2003 |volume=161 |issue=2 |pages=511–532 |doi=10.1016/S0019-1035(02)00038-6 |bibcode=2003Icar..161..511I |citeseerx=10.1.1.487.722 }}</ref> [[ धूमकेतु ]] में [[ नाइट्रोजन ]] की कमी की व्याख्या करने की कोशिश करते हुए, [[ प्रोटोप्लानेटरी डिस्क ]] में हाइड्रेट गठन के लिए अधिकांश स्थितियों में कहा गया है, [[ मुख्य अनुक्रम ]] के आसपास। पूर्व-मुख्य और मुख्य अनुक्रम सितारों को पूरा किया गया था, तेजी से अनाज की वृद्धि के बावजूद मीटर पैमाने पर।कुंजी एक गैसीय वातावरण के संपर्क में आने वाले पर्याप्त सूक्ष्म बर्फ कण प्रदान करने के लिए थी।चारों ओर प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के [[ रेडियोमेट्री ]] निरंतरता (सिद्धांत) का अवलोकन <math>\tau</math>T Tauri Star | -tauri और Herbig ae/be Stars सुझाव देते हैं कि बड़े पैमाने पर धूल के डिस्क मिलमीटर के आकार के अनाज से मिलकर होते हैं, जो कई मिलियन वर्षों के बाद गायब हो जाते हैं (जैसे,<ref>{{cite journal |last1=Beckwith |first1=S. V. W. |last2=Henning |first2=T. |last3=Nakagawa |first3=Y. |year=2000 |title=प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में बड़े कणों की धूल के गुण और विधानसभा|journal=Protostars and Planets |volume=IV |page=533 |arxiv=astro-ph/9902241 |bibcode=2000prpl.conf..533B }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Natta |first1=A. |last2=Grinin |first2=V. |last3=Mannings |first3=V. |year=2000 |title=मध्यवर्ती द्रव्यमान के पूर्व-मुख्य-अनुक्रम सितारों के आसपास डिस्क के गुण और विकास|journal=Protostars and Planets |volume=IV |page=559 |hdl=2014/17884 |bibcode=2000prpl.conf..559N }}</ref>)।ब्रह्मांड में पानी के ices का पता लगाने पर बहुत काम [[ अवरक्त अंतरिक्ष वेधशाला ]] (ISO) पर किया गया था।उदाहरण के लिए, 43 और 60 माइक्रोन पर पानी की बर्फ के व्यापक वर्णक्रमीय बैंड अलग -अलग हर्बिग एई/बी स्टार्स की डिस्क में पाए गए थे।43 माइक्रोन पर एक 60 माइक्रोन पर एक की तुलना में बहुत कमजोर है, जिसका अर्थ है कि पानी की बर्फ, डिस्क के बाहरी हिस्सों में 50 k से नीचे के तापमान पर स्थित है।<ref>{{cite journal |bibcode=1998A&A...332L..25M |author=Malfait, K. |author2=Waelkens, C. |author3=Waters, L.B.F.M. |author4=Vandenbussche, B. |author5=Huygen, E. |author6=de Graauw, M.S. |year=1998 |title=युवा स्टार HD 100546 का स्पेक्ट्रम इन्फ्रारेड स्पेस ऑब्जर्वेटरी के साथ देखा गया|journal=Astronomy and Astrophysics|volume=332 |pages=L25–L28}}</ref> 87 और 90 माइक्रोन के बीच एक और व्यापक बर्फ की विशेषता भी है, जो [[ एनजीसी 6302 ]] में एक के समान है<ref>Barlow, M.J., In the proceedings of ‘ISO’s view on stellar evolution’, Noordwijkerhout, July 1–4, 1997{{vs|date=April 2020}}</ref> ([[ स्कोर्पियस ]] में बग या तितली नेबुला)।एप्सिलॉन एरीडानी के प्रोटो-प्लैनेटरी डिस्क में क्रिस्टलीय ices का भी पता लगाया गया था।<ref>{{cite journal |title=Ε-eridani डिस्क से इन्फ्रारेड उत्सर्जन को मॉडलिंग करना|doi=10.1086/380495 |year=2003 |last1=Li |first1=Aigen |last2=Lunine |first2=Jonathan I. |last3=Bendo |first3=G. J. |journal=The Astrophysical Journal |volume=598 |issue=1 |pages=L51–L54 |bibcode=2003ApJ...598L..51L |arxiv=astro-ph/0311069 |s2cid=16191976 }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Malfait |first1=K. |last2=Waelkens |first2=C. |last3=Bouwman |first3=J. |last4=De Koter |first4=A. |last5=Waters |first5=L. B. F. M. |year=1999 |title=यंग स्टार एचडी 142527 का आईएसओ स्पेक्ट्रम|journal=Astronomy and Astrophysics |volume=345 |page=181 |bibcode=1999A&A...345..181M}}</ref> [[ ल्यूपस (नक्षत्र) ]] में।बाद में बर्फ का 90% बर्फ के तापमान पर 50 K. [[ हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी ]] के तापमान पर क्रिस्टलीय पाया गया था कि अपेक्षाकृत पुरानी प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क, 5 मिलियन-वर्षीय B9.5ve के आसपास एक के रूप में<ref>{{cite journal |last1=Jaschek |first1=C. |last2=Jaschek |first2=M. |title=एक दक्षिणी बी स्टार सर्वे: स्पेक्ट्रा और लिफाफा रेडी|journal=Astronomy and Astrophysics Supplement Series |year=1992 |volume=95 |pages=535 |bibcode=1992A&AS...95..535J }}</ref> हर्बिग एई/बी स्टार्स | हर्बिग एई/बी स्टार एचडी 141569 ए, डस्टी हैं।<ref>{{Cite journal |last1=Clampin |first1=M. |last2=Krist |first2=J. E. |last3=Ardila |first3=D. R. |last4=Golimowski |first4=D. A. |last5=Hartig |first5=G. F. |last6=Ford |first6=H. C. |last7=Illingworth |first7=G. D. |last8=Bartko |first8=F. |last9=Bentez |first9=N. |last10=Blakeslee |first10=J. P. |last11=Bouwens |first11=R. J. |last12=Broadhurst |first12=T. J. |last13=Brown |first13=R. A. |last14=Burrows |first14=C. J. |last15=Cheng |first15=E. S. |last16=Cross |first16=N. J. G. |last17=Feldman |first17=P. D. |last18=Franx |first18=M. |last19=Gronwall |first19=C. |last20=Infante |first20=L. |last21=Kimble |first21=R. A. |last22=Lesser |first22=M. P. |last23=Martel |first23=A. R. |last24=Menanteau |first24=F. |last25=Meurer |first25=G. R. |last26=Miley |first26=G. K. |last27=Postman |first27=M. |last28=Rosati |first28=P. |last29=Sirianni |first29=M. |last30=Sparks |first30=W. B. |last31=Tran |first31=H. D. |last32=Tsvetanov |first32=Z. I. |last33=White |first33=R. L. |last34=Zheng |first34=W. |doi=10.1086/375460 |title=हबल स्पेस टेलीस्कोपियाक्स कोरोनग्राफिक इमेजिंग ऑफ द कॉम्पिरिशनर डिस्क के आसपास एचडी 141569 ए|journal=The Astronomical Journal |volume=126 |issue=1 |pages=385–392 |year=2003 |arxiv=astro-ph/0303605 |bibcode=2003AJ....126..385C |s2cid=243393 }}</ref> लूनिन<ref>{{cite journal |last1=Li |first1=Aigen |last2=Lunine |first2=Jonathan I. |year=2003 |title=HD 141569A डिस्क से इन्फ्रारेड उत्सर्जन को मॉडलिंग करना|journal=Astrophysical Journal |volume=594 |issue=2 |pages=987–1010 |doi=10.1086/376939 |bibcode=2003ApJ...594..987L |arxiv=astro-ph/0311070 |s2cid=14852254 }}</ref> वहां पानी की बर्फ मिली।आईसीईएस को जानना आमतौर पर प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क के बाहरी भागों में मौजूद है। प्रोटो-प्लैनेटरी नेबुला, हर्सेंट एट अल।<ref>{{cite journal |bibcode=2004P&SS...52..623H |doi=10.1016/j.pss.2003.12.011 |title=सौर मंडल के विशाल ग्रहों में वाष्पशील में संवर्धन|year=2004 |last1=Hersant |first1=F |journal=Planetary and Space Science |volume=52 |issue=7 |pages=623–641 }}</ref> रासायनिक तत्वों के सौर बहुतायत के संबंध में, सौर मंडल के चार गैस दिग्गजों में मनाया गया [[ अस्थिरता (भौतिकी) ]] संवर्धन की एक व्याख्या का प्रस्ताव किया।उन्होंने मान लिया कि अस्थिरता (भौतिकी) हाइड्रेट्स के रूप में फंस गई थी और प्रोटोप्लानेट में उड़ान भरने वाले ग्रहों में शामिल किया गया था।
इरो एट अल.,<ref>{{cite journal |last1=Iro |first1=Nicolas |last2=Gautier |first2=Daniel |last3=Hersant |first3=Franck |last4=Bockelée-Morvan |first4=Dominique |last5=Lunine |first5=Jonathan I. |title=धूमकेतु में नाइट्रोजन की कमी की व्याख्या|journal=Icarus |date=February 2003 |volume=161 |issue=2 |pages=511–532 |doi=10.1016/S0019-1035(02)00038-6 |bibcode=2003Icar..161..511I |citeseerx=10.1.1.487.722 }}</ref> [[धूमकेतुओं]] में [[नाइट्रोजन]] की कमी की व्याख्या करने की कोशिश करते हुए, पूर्व-मुख्य और [[मुख्य अनुक्रम]] सितारों के आसपास, [[प्रोटोप्लेनेटरी नेबुला]] में हाइड्रेट गठन के लिए अधिकांश शर्तों को पूरा किया गया था, मीटर पैमाने पर तेजी से अनाज की वृद्धि के बावजूद। कुंजी एक गैसीय वातावरण के संपर्क में आने वाले पर्याप्त सूक्ष्म बर्फ के कण प्रदान करना था। <math>\tau</math>-Tauri और Herbig Ae/Be सितारों के आस-पास परिस्थितितालीय डिस्क के रेडियोमीट्रिक सातत्य के निरीक्षण से पता चलता है कि बड़े पैमाने पर धूल के डिस्क मिलिमीटर के आकार के अनाज से बने होते हैं, जो कई मिलियन वर्षों के बाद गायब हो जाते हैं (जैसे,<ref>{{cite journal |last1=Beckwith |first1=S. V. W. |last2=Henning |first2=T. |last3=Nakagawa |first3=Y. |year=2000 |title=प्रोटोप्लेनेटरी डिस्क में बड़े कणों की धूल के गुण और विधानसभा|journal=Protostars and Planets |volume=IV |page=533 |arxiv=astro-ph/9902241 |bibcode=2000prpl.conf..533B }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Natta |first1=A. |last2=Grinin |first2=V. |last3=Mannings |first3=V. |year=2000 |title=मध्यवर्ती द्रव्यमान के पूर्व-मुख्य-अनुक्रम सितारों के आसपास डिस्क के गुण और विकास|journal=Protostars and Planets |volume=IV |page=559 |hdl=2014/17884 |bibcode=2000prpl.conf..559N }}</ref>)। [[ अवरक्त अंतरिक्ष वेधशाला |अवरक्त अंतरिक्ष वेधशाला]] (आईएसओ) पर ब्रह्मांड में पानी के आयनों का पता लगाने पर बहुत काम किया गया था। उदाहरण के लिए, मुस्का में पृथक हर्बिग एई/बी स्टार एचडी 100546 की डिस्क में 43 और 60 माइक्रोन पर जल बर्फ के व्यापक उत्सर्जन बैंड पाए गए। 43 माइक्रोमीटर पर एक 60 माइक्रोमीटर पर एक की तुलना में बहुत कमजोर है, जिसका अर्थ है कि पानी की बर्फ, डिस्क के बाहरी हिस्सों में 50 k नीचे के तापमान पर स्थित है।<ref>{{cite journal |bibcode=1998A&A...332L..25M |author=Malfait, K. |author2=Waelkens, C. |author3=Waters, L.B.F.M. |author4=Vandenbussche, B. |author5=Huygen, E. |author6=de Graauw, M.S. |year=1998 |title=युवा स्टार HD 100546 का स्पेक्ट्रम इन्फ्रारेड स्पेस ऑब्जर्वेटरी के साथ देखा गया|journal=Astronomy and Astrophysics|volume=332 |pages=L25–L28}}</ref> 87 और 90 माइक्रोन के बीच एक अन्य व्यापक बर्फ विशेषता भी है, जो [[ एनजीसी 6302 |एनजीसी 6302]]<ref>Barlow, M.J., In the proceedings of ‘ISO’s view on stellar evolution’, Noordwijkerhout, July 1–4, 1997{{vs|date=April 2020}}</ref> ([[स्कॉर्पियस]] में बग या बटरफ्लाई नेबुला) के समान है। [[ ल्यूपस (नक्षत्र) |ल्यूपस (नक्षत्र)]] में ε-एरिडानी के प्रोटो-ग्रहीय डिस्क और पृथक Fe स्टार एचडी 142527<ref>{{cite journal |title=Ε-eridani डिस्क से इन्फ्रारेड उत्सर्जन को मॉडलिंग करना|doi=10.1086/380495 |year=2003 |last1=Li |first1=Aigen |last2=Lunine |first2=Jonathan I. |last3=Bendo |first3=G. J. |journal=The Astrophysical Journal |volume=598 |issue=1 |pages=L51–L54 |bibcode=2003ApJ...598L..51L |arxiv=astro-ph/0311069 |s2cid=16191976 }}</ref><ref>{{cite journal |last1=Malfait |first1=K. |last2=Waelkens |first2=C. |last3=Bouwman |first3=J. |last4=De Koter |first4=A. |last5=Waters |first5=L. B. F. M. |year=1999 |title=यंग स्टार एचडी 142527 का आईएसओ स्पेक्ट्रम|journal=Astronomy and Astrophysics |volume=345 |page=181 |bibcode=1999A&A...345..181M}}</ref> में क्रिस्टलीय बर्फ का भी पता चला था। उत्तरार्द्ध में बर्फ का 90% लगभग 50 K के तापमान पर क्रिस्टलीय पाया गया। [[ हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी |हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी]] ने प्रदर्शित किया कि अपेक्षाकृत पुराने परिस्थिति-तारकीय डिस्क, जैसा कि लगभग 5 मिलियन वर्ष पुराने B9.5Ve<ref>{{cite journal |last1=Jaschek |first1=C. |last2=Jaschek |first2=M. |title=एक दक्षिणी बी स्टार सर्वे: स्पेक्ट्रा और लिफाफा रेडी|journal=Astronomy and Astrophysics Supplement Series |year=1992 |volume=95 |pages=535 |bibcode=1992A&AS...95..535J }}</ref> हर्बिग Ae/Be स्टार एचडी 141569ए, धूल भरे हैं।<ref>{{Cite journal |last1=Clampin |first1=M. |last2=Krist |first2=J. E. |last3=Ardila |first3=D. R. |last4=Golimowski |first4=D. A. |last5=Hartig |first5=G. F. |last6=Ford |first6=H. C. |last7=Illingworth |first7=G. D. |last8=Bartko |first8=F. |last9=Bentez |first9=N. |last10=Blakeslee |first10=J. P. |last11=Bouwens |first11=R. J. |last12=Broadhurst |first12=T. J. |last13=Brown |first13=R. A. |last14=Burrows |first14=C. J. |last15=Cheng |first15=E. S. |last16=Cross |first16=N. J. G. |last17=Feldman |first17=P. D. |last18=Franx |first18=M. |last19=Gronwall |first19=C. |last20=Infante |first20=L. |last21=Kimble |first21=R. A. |last22=Lesser |first22=M. P. |last23=Martel |first23=A. R. |last24=Menanteau |first24=F. |last25=Meurer |first25=G. R. |last26=Miley |first26=G. K. |last27=Postman |first27=M. |last28=Rosati |first28=P. |last29=Sirianni |first29=M. |last30=Sparks |first30=W. B. |last31=Tran |first31=H. D. |last32=Tsvetanov |first32=Z. I. |last33=White |first33=R. L. |last34=Zheng |first34=W. |doi=10.1086/375460 |title=हबल स्पेस टेलीस्कोपियाक्स कोरोनग्राफिक इमेजिंग ऑफ द कॉम्पिरिशनर डिस्क के आसपास एचडी 141569 ए|journal=The Astronomical Journal |volume=126 |issue=1 |pages=385–392 |year=2003 |arxiv=astro-ph/0303605 |bibcode=2003AJ....126..385C |s2cid=243393 }}</ref> ली और लुनाइन<ref>{{cite journal |last1=Li |first1=Aigen |last2=Lunine |first2=Jonathan I. |year=2003 |title=HD 141569A डिस्क से इन्फ्रारेड उत्सर्जन को मॉडलिंग करना|journal=Astrophysical Journal |volume=594 |issue=2 |pages=987–1010 |doi=10.1086/376939 |bibcode=2003ApJ...594..987L |arxiv=astro-ph/0311070 |s2cid=14852254 }}</ref> को वहां पानी की बर्फ मिली। प्रोटो-ग्रहीय नेबुला, हर्सेंट एट अल के बाहरी हिस्सों में आम तौर पर आयनों को जानना।<ref>{{cite journal |bibcode=2004P&SS...52..623H |doi=10.1016/j.pss.2003.12.011 |title=सौर मंडल के विशाल ग्रहों में वाष्पशील में संवर्धन|year=2004 |last1=Hersant |first1=F |journal=Planetary and Space Science |volume=52 |issue=7 |pages=623–641 }}</ref> सौर ऊर्जा की बहुतायत के संबंध में सौर मंडल के चार विशालकाय ग्रहों में [[ अस्थिरता (भौतिकी) |अस्थिरता (भौतिकी)]] के संवर्धन की व्याख्या का प्रस्ताव किया गया। उन्होंने माना कि वाष्पशील हाइड्रेट्स के रूप में फंस गए थे और प्रोटोप्लानेट्स के फीडिंग जोन में उड़ने वाले ग्रहों में शामिल हो गए थे।


Kieffer एट अल।।उस क्षेत्र में पाया गया।<ref name=Kieffer2006>{{cite journal| first=Susan W.| last=Kieffer |author2=Xinli Lu |author3=Craig M. Bethke |author4=John R. Spencer |author5=Stephen Marshak |author6=Alexandra Navrotsky |s2cid=41743663| year=2006| doi=10.1126/science.1133519| title=एन्सेलाडस के दक्षिण ध्रुवीय प्लम के लिए एक क्लैथ्रेट जलाशय की परिकल्पना| journal=Science| volume=314| issue=5806| pages=1764–1766| pmid=17170301| bibcode=2006Sci...314.1764K}}</ref> हालांकि, प्लम सामग्री के बाद के विश्लेषण से यह अधिक संभावना है कि एन्सेलाडस पर गीजर एक नमकीन उपसतह महासागर से प्राप्त होता है।<ref name="SCI-20140404">{{cite journal |last1=Iess |first1=L. |last2=Stevenson |first2=D. J. |last3=Parisi |first3=M. |last4=Hemingway |first4=D. |last5=Jacobson |first5=R. A. |last6=Lunine |first6=Jonathan I. |last7=Nimmo |first7=F. |last8=Armstrong |first8=J. W. |last9=Asmar |first9=S. W. |last10=Ducci |first10=M. |last11=Tortora |first11=P. |title=एन्सेलेडस की गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र और आंतरिक संरचना|date=April 4, 2014 |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=344 |number=6179 |pages=78–80 |doi=10.1126/science.1250551 |bibcode=2014Sci...344...78I |pmid=24700854 |s2cid=28990283 |url=https://authors.library.caltech.edu/45462/7/Iess-SM.pdf }}</ref>
किफ़र एट अल। (2006) में अनुमान लगाया कि शनि के चंद्रमा एन्सेलाडस के दक्षिण ध्रुवीय क्षेत्र में गीजर गतिविधि क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स से उत्पन्न होती है, जहां उस क्षेत्र में पाए जाने वाले "टाइगर स्ट्राइप" फ्रैक्चर के माध्यम से अंतरिक्ष के निर्वात के संपर्क में आने पर कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और नाइट्रोजन निकलते हैं।<ref name="Kieffer2006">{{cite journal| first=Susan W.| last=Kieffer |author2=Xinli Lu |author3=Craig M. Bethke |author4=John R. Spencer |author5=Stephen Marshak |author6=Alexandra Navrotsky |s2cid=41743663| year=2006| doi=10.1126/science.1133519| title=एन्सेलाडस के दक्षिण ध्रुवीय प्लम के लिए एक क्लैथ्रेट जलाशय की परिकल्पना| journal=Science| volume=314| issue=5806| pages=1764–1766| pmid=17170301| bibcode=2006Sci...314.1764K}}</ref> हालांकि, प्लूम सामग्री के बाद के विश्लेषण से यह अधिक संभावना है कि एन्सेलाडस पर गीजर एक नमकीन उपसतह महासागर से निकलते हैं।<ref name="SCI-20140404">{{cite journal |last1=Iess |first1=L. |last2=Stevenson |first2=D. J. |last3=Parisi |first3=M. |last4=Hemingway |first4=D. |last5=Jacobson |first5=R. A. |last6=Lunine |first6=Jonathan I. |last7=Nimmo |first7=F. |last8=Armstrong |first8=J. W. |last9=Asmar |first9=S. W. |last10=Ducci |first10=M. |last11=Tortora |first11=P. |title=एन्सेलेडस की गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र और आंतरिक संरचना|date=April 4, 2014 |journal=[[Science (journal)|Science]] |volume=344 |number=6179 |pages=78–80 |doi=10.1126/science.1250551 |bibcode=2014Sci...344...78I |pmid=24700854 |s2cid=28990283 |url=https://authors.library.caltech.edu/45462/7/Iess-SM.pdf }}</ref>
माना जाता है कि कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथ्रेट मंगल पर विभिन्न प्रक्रियाओं में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं।गैस दिग्गजों के लिए संक्षेपण नेबुला में [[ हाइड्रोजन क्लैथ्रेट ]] बनने की संभावना है।


कमता एट अल।<ref>{{cite journal |last1=Kamata |first1=Shunichi |last2=Nimmo |first2=Francis |last3=Sekine |first3=Yasuhito |last4=Kuramoto |first4=Kiyoshi |last5=Noguchi |first5=Naoki |last6=Kimura |first6=Jun |last7=Tani |first7=Atsushi|title=प्लूटो के महासागर को गैस हाइड्रेट्स द्वारा छाया और अछूता है|journal=Nature Geoscience|date=June 2019|volume=12|issue=6|pages=407–410|doi=10.1038/s41561-019-0369-8|bibcode=2019NatGe..12..407K|hdl=2115/76168|s2cid=182346067}}</ref>होक्काइडो विश्वविद्यालय के (2019) ने प्रस्ताव दिया है कि क्लैथ्रेट हाइड्रेट की एक पतली परत [[ प्लूटो ]] के तरल पानी के उपसतह महासागर को थर्मल रूप से इन्सुलेट करती है, जिसका अस्तित्व नई क्षितिज जांच से डेटा द्वारा सुझाया गया है।
माना जाता है कि मंगल पर विभिन्न प्रक्रियाओं में कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथ्रेट एक प्रमुख भूमिका निभाता है। गैस दिग्गजों के लिए संघनन नेबुला में [[ हाइड्रोजन क्लैथ्रेट |हाइड्रोजन क्लैथ्रेट]] बनने की संभावना है।
 
कमता एट अल।<ref>{{cite journal |last1=Kamata |first1=Shunichi |last2=Nimmo |first2=Francis |last3=Sekine |first3=Yasuhito |last4=Kuramoto |first4=Kiyoshi |last5=Noguchi |first5=Naoki |last6=Kimura |first6=Jun |last7=Tani |first7=Atsushi|title=प्लूटो के महासागर को गैस हाइड्रेट्स द्वारा छाया और अछूता है|journal=Nature Geoscience|date=June 2019|volume=12|issue=6|pages=407–410|doi=10.1038/s41561-019-0369-8|bibcode=2019NatGe..12..407K|hdl=2115/76168|s2cid=182346067}}</ref> होक्काइडो के विश्वविद्यालय ने (2019) में प्रस्तावित किया है कि क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स की एक पतली परत [[प्लूटो]] के तरल पानी के उपसतह महासागर को तापीय रूप से इन्सुलेट करती है, जिसका अस्तित्व न्यू होराइजंस जांच के डेटा द्वारा सुझाया गया है।


== पृथ्वी पर हाइड्रेट्स ==
== पृथ्वी पर हाइड्रेट्स ==


=== प्राकृतिक गैस हाइड्रेट्स ===
=== प्राकृतिक गैस हाइड्रेट्स ===
{{main|Methane clathrate}}
{{main|मीथेन क्लैथ्रेट}}
स्वाभाविक रूप से पृथ्वी पर गैस हाइड्रेट्स [[ समुद्र तल ]] पर, समुद्र तलछट में पाए जा सकते हैं,<ref>{{cite report |last1=Kvenvolden |first1=Keith A. |last2=McMenamin |first2=Mark A. |title=परिपत्र|year=1980 |chapter=Hydrates of natural gas; a review of their geologic occurrence |doi=10.3133/cir825 |doi-access=free }}</ref> डीप लेक सेडिमेंट्स (जैसे [[ लेक बाइकाल ]]), साथ ही साथ पर्माफ्रॉस्ट क्षेत्रों में।प्राकृतिक मीथेन क्लैथ्रेट जमा में संभावित रूप से फंसे मीथेन की मात्रा महत्वपूर्ण हो सकती है (10 (10<sup>15 </sup> से 10<sup>17 </sup> क्यूबिक मीटर),<ref>{{cite news |last1=Marshall |first1=Michael |date=26 March 2009 |title=बर्फ जो जलता है एक हरे जीवाश्म ईंधन हो सकता है|url=https://www.newscientist.com/article/dn16848-ice-that-burns-could-be-a-green-fossil-fuel/ |work=New Scientist }}</ref> जो उन्हें संभावित ऊर्जा संसाधन के रूप में प्रमुख रुचि बनाता है।इस तरह के जमा के अपघटन से मीथेन की भयावह रिहाई से वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है, जिसे [[ क्लैथरेट गन परिकल्पना ]] कहा जाता है, क्योंकि मीथेन<sub>4</sub> [[ कार्बन डाइआक्साइड ]] की तुलना में अधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है<sub>2</sub> ([[ वायुमंडलीय मीथेन ]] देखें)।इस तरह के जमाओं के तेजी से अपघटन को एक [[ जियोहाज़ार्ड ]] माना जाता है, जो [[ भूस्खलन ]], [[ भूकंप ]] और [[ सुनामी ]] को ट्रिगर करने की क्षमता के कारण होता है।हालांकि, प्राकृतिक गैस हाइड्रेट्स में केवल मीथेन नहीं बल्कि अन्य हाइड्रोकार्बन गैसें भी होती हैं, साथ ही साथ हाइड्रोजन सल्फाइड |<sub>2</sub>एस और कार्बन डाइऑक्साइड | सह<sub>2</sub>।[[ हवाई हाइड्रेट्स ]]्स को अक्सर ध्रुवीय बर्फ के नमूनों में देखा जाता है।


[[ बूंद ]]स पर्माफ्रॉस्ट क्षेत्रों में सामान्य संरचनाएं हैं।<ref>{{cite journal |last1=Ussler |first1=W. |last2=Paull |first2=C. K. |last3=Lorenson |first3=T. |last4=Dallimore |first4=S. |last5=Medioli |first5=B. |last6=Blasco |first6=S. |last7=McLaughlin |first7=F. |last8=Nixon |first8=F. M. |title=आर्कटिक शेल्फ, ब्यूफोर्ट सी, एनडब्ल्यूटी, कनाडा पर पिंगो जैसी सुविधाओं से मीथेन रिसाव|journal=AGU Fall Meeting Abstracts |year=2005 |volume=2005 |pages=C11A–1069 |bibcode=2005AGUFM.C11A1069U }}</ref> इसी तरह की संरचनाएं मीथेन रिसाव से संबंधित गहरे पानी में पाई जाती हैं।गौरतलब है कि एक तरल चरण की अनुपस्थिति में भी गैस हाइड्रेट्स का गठन किया जा सकता है।उस स्थिति के तहत, पानी गैस या तरल हाइड्रोकार्बन चरण में भंग हो जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Youssef |first1=Z. |last2=Barreau |first2=A. |last3=Mougin |first3=P. |last4=Jose |first4=J. |last5=Mokbel |first5=I. |title=मीथेन, एथेन, और सीओ <सब> 2 </sub> के हाइड्रेट डिसोकैशन तापमान के माप किसी भी जलीय चरण की अनुपस्थिति में और राज्य के क्यूबिक प्लस एसोसिएशन समीकरण के साथ भविष्यवाणी|journal=Industrial & Engineering Chemistry Research |date=15 April 2009 |volume=48 |issue=8 |pages=4045–4050 |doi=10.1021/ie801351e }}</ref>
स्वाभाविक रूप से पृथ्वी पर गैस हाइड्रेट के [[समुद्र तल]] पर, समुद्र के तलछट में,<ref>{{cite report |last1=Kvenvolden |first1=Keith A. |last2=McMenamin |first2=Mark A. |title=परिपत्र|year=1980 |chapter=Hydrates of natural gas; a review of their geologic occurrence |doi=10.3133/cir825 |doi-access=free }}</ref> गहरी झील के तलछट (जैसे [[लेक बैकाल]]) में और साथ ही पर्माफ्रॉस्ट क्षेत्रों में पाए जा सकते हैं। प्राकृतिक मीथेन क्लैथ्रेट में जमे या संभावित रूप से फंसे मीथेन की मात्रा महत्वपूर्ण हो सकती है, (10<sup>15</sup> से 10<sup>17 </sup>क्यूबिक मीटर),<ref>{{cite news |last1=Marshall |first1=Michael |date=26 March 2009 |title=बर्फ जो जलता है एक हरे जीवाश्म ईंधन हो सकता है|url=https://www.newscientist.com/article/dn16848-ice-that-burns-could-be-a-green-fossil-fuel/ |work=New Scientist }}</ref> जो उन्हें संभावित ऊर्जा संसाधन के रूप में प्रमुख रुचि बनाता है। इस तरह के जमे हुए अपघटन से मीथेन की भयावह रिहाई से वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है, जिसे [[ क्लैथरेट गन परिकल्पना |क्लैथरेट गन परिकल्पना]] कहा जाता है,क्योंकि CH<sub>4</sub> [[ कार्बन डाइआक्साइड |कार्बन डाइआक्साइड]](CO<sub>2</sub>) की तुलना में अधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है ([[वायुमंडलीय मीथेन]] देखें)। इस तरह के जमाओं के तेजी से अपघटन को एक [[ जियोहाज़ार्ड |जियोहाज़ार्ड]] माना जाता है, जो [[ भूस्खलन |भूस्खलन]], [[ भूकंप |भूकंप]] और [[ सुनामी |सुनामी]] को ट्रिगर करने की क्षमता के कारण होता है। हालाँकि, प्राकृतिक गैस हाइड्रेट में केवल मीथेन ही नहीं बल्कि अन्य हाइड्रोकार्बन गैसों के साथ-साथ H<sub>2</sub>S और CO<sub>2</sub> भी होते हैं। ध्रुवीय बर्फ के नमूनों में [[ हवाई हाइड्रेट्स |वायु हाइड्रेट्स]] अक्सर देखे जाते हैं।
2017 में, जापान और चीन दोनों ने घोषणा की कि सीफ्लोर के नीचे से मीथेन हाइड्रेट्स के बड़े पैमाने पर [[ संसाधन निष्कर्षण ]] के प्रयास सफल रहे।हालांकि, वाणिज्यिक पैमाने पर उत्पादन वर्षों दूर है।<ref>{{cite news |title=चीन 'ज्वलनशील बर्फ' में सफलता का दावा करता है|url=https://www.bbc.com/news/world-asia-china-39971667 |work=BBC News |date=19 May 2017 }}</ref><ref>{{cite journal |title=चीन और जापान सीफ्लोर से 'दहनशील बर्फ' निकालने का रास्ता खोजते हैं, एक पौराणिक जमे हुए जीवाश्म ईंधन का दोहन करते हैं|journal=National Post |date=19 May 2017 |url=https://nationalpost.com/news/world/china-japan-extracts-combustible-ice-from-seafloor-a-step-towards-harnessing-a-legendary-frozen-fossil-fuel }}</ref>
 
2020 के अनुसंधान मोर्चों की रिपोर्ट ने गैस हाइड्रेट संचय और खनन प्रौद्योगिकी की पहचान की, जो भू -विज्ञान में शीर्ष 10 अनुसंधान मोर्चों में से एक के रूप में है।<ref>{{Cite web|url=https://discover.clarivate.com/ResearchFronts2020_EN|title=विज्ञान का वेब}} </ref>
[[ बूंद |बूंद]] स पर्माफ्रॉस्ट क्षेत्रों में सामान्य संरचनाएं हैं।<ref>{{cite journal |last1=Ussler |first1=W. |last2=Paull |first2=C. K. |last3=Lorenson |first3=T. |last4=Dallimore |first4=S. |last5=Medioli |first5=B. |last6=Blasco |first6=S. |last7=McLaughlin |first7=F. |last8=Nixon |first8=F. M. |title=आर्कटिक शेल्फ, ब्यूफोर्ट सी, एनडब्ल्यूटी, कनाडा पर पिंगो जैसी सुविधाओं से मीथेन रिसाव|journal=AGU Fall Meeting Abstracts |year=2005 |volume=2005 |pages=C11A–1069 |bibcode=2005AGUFM.C11A1069U }}</ref> इसी तरह की संरचनाएं मीथेन रिसाव से संबंधित गहरे पानी में पाई जाती हैं। गौरतलब है कि एक तरल चरण की अनुपस्थिति में भी गैस हाइड्रेट्स का गठन किया जा सकता है। उस स्थिति के तहत, पानी गैस या तरल हाइड्रोकार्बन चरण में भंग हो जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Youssef |first1=Z. |last2=Barreau |first2=A. |last3=Mougin |first3=P. |last4=Jose |first4=J. |last5=Mokbel |first5=I. |title=मीथेन, एथेन, और सीओ <सब> 2 </sub> के हाइड्रेट डिसोकैशन तापमान के माप किसी भी जलीय चरण की अनुपस्थिति में और राज्य के क्यूबिक प्लस एसोसिएशन समीकरण के साथ भविष्यवाणी|journal=Industrial & Engineering Chemistry Research |date=15 April 2009 |volume=48 |issue=8 |pages=4045–4050 |doi=10.1021/ie801351e }}</ref>


2017 में, जापान और चीन दोनों ने घोषणा की कि समुद्र तल के नीचे से मीथेन हाइड्रेट के बड़े पैमाने पर [[ संसाधन निष्कर्षण |संसाधन निष्कर्षण]] के प्रयास सफल रहे हैं। हालांकि, वाणिज्यिक पैमाने पर उत्पादन वर्षों दूर है।<ref>{{cite news |title=चीन 'ज्वलनशील बर्फ' में सफलता का दावा करता है|url=https://www.bbc.com/news/world-asia-china-39971667 |work=BBC News |date=19 May 2017 }}</ref><ref>{{cite journal |title=चीन और जापान सीफ्लोर से 'दहनशील बर्फ' निकालने का रास्ता खोजते हैं, एक पौराणिक जमे हुए जीवाश्म ईंधन का दोहन करते हैं|journal=National Post |date=19 May 2017 |url=https://nationalpost.com/news/world/china-japan-extracts-combustible-ice-from-seafloor-a-step-towards-harnessing-a-legendary-frozen-fossil-fuel }}</ref>


2020 के अनुसंधान मोर्चों की रिपोर्ट ने गैस हाइड्रेट संचय और खनन प्रौद्योगिकी की पहचान की, जो भू -विज्ञान में शीर्ष 10 अनुसंधान मोर्चों में से एक के रूप में है।<ref>{{Cite web|url=https://discover.clarivate.com/ResearchFronts2020_EN|title=विज्ञान का वेब}} </ref>
=== गैस पाइपलाइनों में हाइड्रेट्स ===
=== गैस पाइपलाइनों में हाइड्रेट्स ===
हाइड्रेट गठन के पक्ष में थर्मोडायनामिक स्थितियां अक्सर पाइपलाइन परिवहन में पाई जाती हैं।यह अत्यधिक अवांछनीय है, क्योंकि क्लैथ्रेट क्रिस्टल एग्लोमरेट हो सकते हैं और लाइन को प्लग कर सकते हैं<ref>{{cite journal |doi=10.1021/ef800189k |title=गैस हाइड्रेट्स और कई अन्य प्रवाह आश्वासन तत्वों के बीच बातचीत की जांच|year=2008 |last1=Gao |first1=Shuqiang |journal=Energy & Fuels |volume=22 |issue=5 |pages=3150–3153 }}</ref> और प्रवाह आश्वासन विफलता और क्षति वाल्व और इंस्ट्रूमेंटेशन का कारण।परिणाम प्रवाह में कमी से लेकर उपकरण क्षति तक हो सकते हैं।
हाइड्रेट गठन के पक्ष में थर्मोडायनामिक स्थितियां अक्सर पाइपलाइन परिवहन में पाई जाती हैं। यह अत्यधिक अवांछनीय है, क्योंकि क्लैथ्रेट क्रिस्टल एग्लोमरेट हो सकते हैं और लाइन को प्लग कर सकते हैं<ref>{{cite journal |doi=10.1021/ef800189k |title=गैस हाइड्रेट्स और कई अन्य प्रवाह आश्वासन तत्वों के बीच बातचीत की जांच|year=2008 |last1=Gao |first1=Shuqiang |journal=Energy & Fuels |volume=22 |issue=5 |pages=3150–3153 }}</ref> और प्रवाह आश्वासन विफलता और क्षति वाल्व और इंस्ट्रूमेंटेशन का कारण। परिणाम प्रवाह में कमी से लेकर उपकरण क्षति तक हो सकते हैं।


==== हाइड्रेट गठन, रोकथाम और शमन दर्शन ====
==== हाइड्रेट गठन, रोकथाम और शमन दर्शन ====
हाइड्रेट्स में [[ ढेरी ]] और पाइप की दीवार का पालन करने और इस तरह पाइपलाइन को प्लग करने की एक मजबूत प्रवृत्ति होती है।एक बार बनने के बाद, उन्हें तापमान बढ़ाकर और/या दबाव कम करके विघटित किया जा सकता है।यहां तक कि इन शर्तों के तहत, क्लैथरेट पृथक्करण एक धीमी प्रक्रिया है।
हाइड्रेट्स में [[ ढेरी |ढेरी]] और पाइप की दीवार का पालन करने और इस तरह पाइपलाइन को प्लग करने की एक मजबूत प्रवृत्ति होती है। एक बार बनने के बाद, उन्हें तापमान बढ़ाकर और/या दबाव कम करके विघटित किया जा सकता है। यहां तक कि इन शर्तों के तहत, क्लैथरेट पृथक्करण एक धीमी प्रक्रिया है।


इसलिए, हाइड्रेट गठन को रोकना समस्या की कुंजी प्रतीत होता है।एक हाइड्रेट रोकथाम दर्शन आमतौर पर सुरक्षा के तीन स्तरों पर आधारित हो सकता है, प्राथमिकता के क्रम में सूचीबद्ध:
इसलिए, हाइड्रेट गठन को रोकना समस्या की कुंजी प्रतीत होता है।एक हाइड्रेट रोकथाम दर्शन आमतौर पर सुरक्षा के तीन स्तरों पर आधारित हो सकता है, प्राथमिकता के क्रम में सूचीबद्ध:
# परिचालन स्थितियों से बचें जो [[ ग्लाइकोल निर्जलीकरण ]] का उपयोग करके हाइड्रेट गठन तापमान को निराश करके हाइड्रेट्स के गठन का कारण बन सकती हैं;
# परिचालन स्थितियों से बचें जो [[ ग्लाइकोल निर्जलीकरण |ग्लाइकोल निर्जलीकरण]] का उपयोग करके हाइड्रेट गठन तापमान को निराश करके हाइड्रेट्स के गठन का कारण बन सकती हैं;
# हाइड्रेट गठन से बचने के लिए अस्थायी रूप से ऑपरेटिंग स्थितियों को बदलें;
# हाइड्रेट गठन से बचने के लिए अस्थायी रूप से ऑपरेटिंग स्थितियों को बदलें;
# रसायनों के अलावा हाइड्रेट्स के गठन को रोकें जो (ए) हाइड्रेट संतुलन की स्थिति को कम तापमान और उच्च दबावों की ओर स्थानांतरित करते हैं या (बी) हाइड्रेट गठन समय ([[ प्रतिक्रिया अवरोधक ]]) बढ़ाते हैं
# रसायनों के अलावा हाइड्रेट्स के गठन को रोकें जो (ए) हाइड्रेट संतुलन की स्थिति को कम तापमान और उच्च दबावों की ओर स्थानांतरित करते हैं या (बी) हाइड्रेट गठन समय ([[ प्रतिक्रिया अवरोधक ]]) बढ़ाते हैं
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==== हाइड्रेट इनहिबिटर ====
==== हाइड्रेट इनहिबिटर ====
जब उन मापदंडों के एक सेट के भीतर काम किया जाता है जहां हाइड्रेट्स का गठन किया जा सकता है, तो उनके गठन से बचने के अभी भी तरीके हैं।रसायनों को जोड़कर गैस संरचना को बदलने से हाइड्रेट गठन तापमान कम हो सकता है और/या उनके गठन में देरी हो सकती है।आम तौर पर दो विकल्प मौजूद हैं:
जब उन मापदंडों के एक सेट के भीतर काम किया जाता है जहां हाइड्रेट्स का गठन किया जा सकता है, तो उनके गठन से बचने के अभी भी तरीके हैं। रसायनों को जोड़कर गैस संरचना को बदलने से हाइड्रेट गठन तापमान कम हो सकता है और/या उनके गठन में देरी हो सकती है। आम तौर पर दो विकल्प मौजूद हैं:
* थर्मोडायनामिक अवरोधक
* थर्मोडायनामिक अवरोधक
* काइनेटिक इनहिबिटर | काइनेटिक इनहिबिटर/एंटी-एंजग्लोमेरेंट्स
* काइनेटिक इनहिबिटर | काइनेटिक इनहिबिटर/एंटी-एंजग्लोमेरेंट्स


सबसे आम थर्मोडायनामिक इनहिबिटर [[ मेथनॉल ]], एथिलीन [[ ग्लाइकोल ]] (मेग), और [[ डाएइथाईलीन ग्लाइकोल ]] (डीईजी) हैं, जिन्हें आमतौर पर ग्लाइकोल कहा जाता है।सभी को पुनर्प्राप्त और पुन: प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन मेथनॉल रिकवरी का अर्थशास्त्र ज्यादातर मामलों में अनुकूल नहीं है।मेग को उन अनुप्रयोगों के लिए डीईजी से अधिक पसंद किया जाता है जहां तापमान कम तापमान पर उच्च चिपचिपाहट के कारण ° 10 और एनबीएसपी; डिग्री सेल्सियस या उससे कम होने की उम्मीद है।[[ त्रि -ग्लाइकोल ]] (TEG) में गैस स्ट्रीम में इंजेक्ट किए गए अवरोधक के रूप में अनुकूल होने के लिए बहुत कम वाष्प दबाव होता है।MEG या DEG की तुलना में अधिक मेथनॉल गैस चरण में खो जाता है।
सबसे आम थर्मोडायनामिक इनहिबिटर [[ मेथनॉल |मेथनॉल]], एथिलीन [[ ग्लाइकोल |ग्लाइकोल]] (मेग), और [[ डाएइथाईलीन ग्लाइकोल |डाएइथाईलीन ग्लाइकोल]] (डीईजी) हैं, जिन्हें आमतौर पर ग्लाइकोल कहा जाता है। सभी को पुनर्प्राप्त और पुन: प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन मेथनॉल रिकवरी का अर्थशास्त्र ज्यादातर मामलों में अनुकूल नहीं है। एमईजी उन अनुप्रयोगों के लिए डीईजी से अधिक पसंद किया जाता है जहां तापमान -10 डिग्री सेल्सियस या कम तापमान पर उच्च चिपचिपापन के कारण कम होने की उम्मीद है।[[ त्रि -ग्लाइकोल | त्रि-ग्लाइकोल]] (TEG) में गैस स्ट्रीम में इंजेक्ट किए गए अवरोधक के रूप में अनुकूल होने के लिए बहुत कम वाष्प दबाव होता है। MEG या DEG की तुलना में अधिक मेथनॉल गैस चरण में खो जाता है।


वास्तविक क्षेत्र के संचालन में [[ गतिज अवरोधक ]] और एंटी-एग्लोमोरेंट्स का उपयोग एक नई और विकसित तकनीक है।इसके लिए वास्तविक प्रणाली के लिए व्यापक परीक्षण और अनुकूलन की आवश्यकता होती है।जबकि काइनेटिक इनहिबिटर न्यूक्लिएशन के कैनेटीक्स को धीमा करके काम करते हैं, एंटी-एंजग्लोमेरेंट्स न्यूक्लिएशन को रोकते नहीं हैं, लेकिन गैस हाइड्रेट क्रिस्टल के एग्लोमेशन (एक साथ चिपके हुए) को रोकते हैं।इन दो प्रकार के अवरोधकों को [[ एलडीएचआई ]] के रूप में भी जाना जाता है, क्योंकि उन्हें पारंपरिक थर्मोडायनामिक अवरोधकों की तुलना में बहुत कम सांद्रता की आवश्यकता होती है।काइनेटिक इनहिबिटर, जिन्हें प्रभावी होने के लिए पानी और हाइड्रोकार्बन मिश्रण की आवश्यकता नहीं होती है, आमतौर पर पॉलिमर या कोपोलिमर होते हैं और एंटी-एग्लोग्लोमेरेंट्स (पानी और हाइड्रोकार्बन मिश्रण की आवश्यकता होती है) पॉलिमर या [[ ज़ाहिर ]] & nbsp;-आमतौर पर अमोनियम और CoOH & nbsp;हाइड्रोकार्बन।
वास्तविक क्षेत्र के संचालन में [[ गतिज अवरोधक |गतिज अवरोधक]] और एंटी-एग्लोमोरेंट्स का उपयोग एक नई और विकसित तकनीक है। इसके लिए वास्तविक प्रणाली के लिए व्यापक परीक्षण और अनुकूलन की आवश्यकता होती है। जबकि काइनेटिक इनहिबिटर न्यूक्लिएशन के कैनेटीक्स को धीमा करके काम करते हैं, एंटी-एंजग्लोमेरेंट्स न्यूक्लिएशन को रोकते नहीं हैं, लेकिन गैस हाइड्रेट क्रिस्टल के एग्लोमेशन (एक साथ चिपके हुए) को रोकते हैं। इन दो प्रकार के अवरोधकों को [[ एलडीएचआई |एलडीएचआई]] के रूप में भी जाना जाता है, क्योंकि उन्हें पारंपरिक थर्मोडायनामिक अवरोधकों की तुलना में बहुत कम सांद्रता की आवश्यकता होती है। काइनेटिक अवरोधक, जिन्हें प्रभावी होने के लिए पानी और हाइड्रोकार्बन मिश्रण की आवश्यकता नहीं होती है, आमतौर पर पॉलिमर या कॉपोलिमर होते हैं और एंटी-एग्लोमेरेंट्स (पानी और हाइड्रोकार्बन मिश्रण की आवश्यकता होती है) पॉलिमर या [[ज़्विटरियोनिक]] होते हैं - आमतौर पर अमोनियम और COOH - सर्फेक्टेंट दोनों हाइड्रेट्स और हाइड्रोकार्बन से आकर्षित होते हैं।


== खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स ==
== खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स ==
खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स<ref>{{cite journal|doi=10.1021/acsearthspacechem.9b00009 |bibcode=2019ESC.....3..789C |volume=3 |title=आणविक सिमुलेशन का उपयोग करके मेटास्टेबल खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स के कम तापमान थर्मोडायनामिक अध्ययन|year=2019 |journal=ACS Earth and Space Chemistry |pages=789–799 |last1=Cruz |first1=Fernando J. A. L. |last2=Alavi |first2=Saman |last3=Mota |first3=José P. B.| issue=5 |s2cid=140362440 }}</ref> बर्फ के संबंध में थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर हैं (अतिथि अणु इन संरचनाओं को स्थिर करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण हैं), और जैसे कि प्रयोगात्मक तकनीकों का उपयोग करके उनके अध्ययन में बहुत विशिष्ट गठन स्थितियों तक सीमित है;हालांकि, उनकी यांत्रिक स्थिरता सैद्धांतिक और कंप्यूटर सिमुलेशन विधियों को उनके थर्मोडायनामिक गुणों को संबोधित करने के लिए आदर्श विकल्प प्रदान करती है।बहुत ठंडे नमूनों (110-145 K) से शुरू, फाल्टी एट अल।<ref>{{cite journal |author=Falenty A. |author2=Hansen T.C.|author3=Kuhs F. |year=2014 |title=ICE XVI के गठन और गुण एक प्रकार SII क्लैथ्रेट हाइड्रेट को खाली करके प्राप्त किए गए|volume=516 |issue=7530| pages=231–234 |doi=10.1038/nature14014 |pmid=25503235| journal=Nature| bibcode=2014Natur.516..231F |s2cid=4464711}}</ref> एक तथाकथित ICE XVI प्राप्त करने के लिए वैक्यूम पंपिंग का उपयोग करके कई घंटों के लिए NE-SII क्लैथ्रेट्स को कई घंटों के लिए, न्यूट्रॉन विवर्तन को नियोजित करते हुए यह देखने के लिए कि (i) खाली SII हाइड्रेट संरचना T K 145 K और इसके अलावा, (ii) खाली है।हाइड्रेट T <55 K पर एक नकारात्मक थर्मल विस्तार दिखाता है, और यह यंत्रवत् रूप से अधिक स्थिर है और NE- भरे हुए एनालॉग की तुलना में कम तापमान पर एक बड़ा जाली स्थिर है।इस तरह की झरझरा बर्फ के अस्तित्व को पहले सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की गई थी।<ref>{{cite journal |author=Kosyakov V.I. |year=2009 |title=नकारात्मक दबावों के तहत संरचना गठन|volume=50 |pages=60–65 |doi=10.1007/s10947-009-0190-0 |journal=J. Struct. Chem| s2cid=97767359 }}</ref> एक सैद्धांतिक दृष्टिकोण से, खाली हाइड्रेट्स को आणविक गतिशीलता या मोंटे कार्लो तकनीकों का उपयोग करके जांच की जा सकती है।कॉनडे एट अल।एच के चरण आरेख का अनुमान लगाने के लिए खाली हाइड्रेट्स और ठोस जाली का पूरी तरह से परमाणु विवरण का उपयोग किया<sub>2</sub>O नकारात्मक दबावों पर और t k 300 K,<ref>{{cite journal |author=Conde M.M. |author2=Vega C.|author3=Tribello G.A. |author4=Slater B.| year=2009 |title=नकारात्मक दबावों पर पानी का चरण आरेख: आभासी ices|volume=131 |issue=3| pages=034510 |doi=10.1063/1.3182727 |pmid=19624212| journal=J. Chem. Phys.|bibcode=2009JChPh.131c4510C}}</ref> और बर्फ IH और खाली हाइड्रेट्स के बीच रासायनिक क्षमताओं में अंतर प्राप्त करें, वैन डेर वाल्स के केंद्रीय। प्लेटीयू थ्योरी।जैकबसन एट अल।प्रदर्शन किया<ref>{{cite journal |author=Jacobson L.C. |author2=Hujo W.|author3=Molinero V. |year=2009 |title=थर्मोडायनामिक स्थिरता और अतिथि-मुक्त क्लैथ्रेट हाइड्रेट की वृद्धि: पानी का एक कम घनत्व क्रिस्टल चरण|volume=113 |issue=30| pages=10298–10307 |doi=10.1021/jp903439a |pmid=19585976| journal=J. Phys. Chem. B| doi-access=free }}</ref> एच के लिए विकसित एक मोनोएटोमिक (मोटे-अनाज) मॉडल का उपयोग करके सिमुलेशन<sub>2</sub>O जो हाइड्रेट्स के टेट्राहेड्रल समरूपता को कैप्चर करने में सक्षम है।उनकी गणना से पता चला है कि, 1 एटीएम दबाव के तहत, एसआई और एसआईआई खाली हाइड्रेट्स अपने पिघलने वाले तापमान, टी = 245 k 2 के और टी = 252 k 2 के क्रमशः बर्फ के चरणों के बारे में मेटास्टेबल हैं।मात्सुई एट अल।कार्यरत<ref>{{cite journal |author=Matsui T.|author2=Hirata M.|author3=Yagasaki T. |author4=Matsumoto M. |author5=Tanaka H.| year=2017 |title=हाइपोथेटिकल अल्ट्रालो-डेंसिटी आइस पॉलीमॉर्फ|volume=147 |issue=9| pages=091101 |doi=10.1063/1.4994757 |pmid=28886658| journal=J. Chem. Phys.| doi-access=free }}</ref> आणविक गतिशीलता कई बर्फ बहुरूपियों का एक गहन और व्यवस्थित अध्ययन करने के लिए, अर्थात् अंतरिक्ष फुलरीन ices, जिओलिटिक ices, और एयरोसेस, और ज्यामितीय विचारों के संदर्भ में उनके सापेक्ष स्थिरता की व्याख्या की।
बर्फ के संबंध में खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स<ref>{{cite journal|doi=10.1021/acsearthspacechem.9b00009 |bibcode=2019ESC.....3..789C |volume=3 |title=आणविक सिमुलेशन का उपयोग करके मेटास्टेबल खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स के कम तापमान थर्मोडायनामिक अध्ययन|year=2019 |journal=ACS Earth and Space Chemistry |pages=789–799 |last1=Cruz |first1=Fernando J. A. L. |last2=Alavi |first2=Saman |last3=Mota |first3=José P. B.| issue=5 |s2cid=140362440 }}</ref> थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर हैं (इन संरचनाओं को स्थिर करने के लिए अतिथि अणु सर्वोपरि हैं), और इस तरह प्रायोगिक तकनीकों का उपयोग करके उनका अध्ययन बहुत विशिष्ट गठन स्थितियों तक सीमित है; हालाँकि, उनकी यांत्रिक स्थिरता सैद्धांतिक और कंप्यूटर अनुकरण विधियों को उनके ऊष्मागतिक गुणों को संबोधित करने के लिए आदर्श विकल्प प्रदान करती है। बहुत ठंडे नमूनों (110–145 K) से शुरू करके, फालेन्टी एट अल।<ref>{{cite journal |author=Falenty A. |author2=Hansen T.C.|author3=Kuhs F. |year=2014 |title=ICE XVI के गठन और गुण एक प्रकार SII क्लैथ्रेट हाइड्रेट को खाली करके प्राप्त किए गए|volume=516 |issue=7530| pages=231–234 |doi=10.1038/nature14014 |pmid=25503235| journal=Nature| bibcode=2014Natur.516..231F |s2cid=4464711}}</ref> एक तथाकथित बर्फ XVI प्राप्त करने के लिए वैक्यूम पंपिंग का उपयोग करके कई घंटों के लिए Ne-sII क्लैथ्रेट्स को नष्ट कर दिया, न्यूट्रॉन विवर्तन को नियोजित करते हुए यह देखने के लिए कि (i) खाली sII हाइड्रेट संरचना T 145 K पर विघटित होती है और, इसके अलावा, (ii) खाली हाइड्रेट T <55 K पर एक नकारात्मक थर्मल विस्तार दिखाता है, और यह यांत्रिक रूप से अधिक स्थिर है और Ne-भरे एनालॉग की तुलना में कम तापमान पर एक बड़ा जाली स्थिर है। ऐसी झरझरा बर्फ के अस्तित्व का सैद्धांतिक रूप से पहले ही अनुमान लगाया जा चुका था।<ref>{{cite journal |author=Kosyakov V.I. |year=2009 |title=नकारात्मक दबावों के तहत संरचना गठन|volume=50 |pages=60–65 |doi=10.1007/s10947-009-0190-0 |journal=J. Struct. Chem| s2cid=97767359 }}</ref> सैद्धांतिक दृष्टिकोण से, आणविक गतिशीलता या मोंटे कार्लो तकनीकों का उपयोग करके खाली हाइड्रेट्स की जांच की जा सकती है। कोंडे एट अल। नकारात्मक दबावों और T ≤ 300 K,<ref>{{cite journal |author=Conde M.M. |author2=Vega C.|author3=Tribello G.A. |author4=Slater B.| year=2009 |title=नकारात्मक दबावों पर पानी का चरण आरेख: आभासी ices|volume=131 |issue=3| pages=034510 |doi=10.1063/1.3182727 |pmid=19624212| journal=J. Chem. Phys.|bibcode=2009JChPh.131c4510C}}</ref> पर H<sub>2</sub>O के चरण आरेख का अनुमान लगाने के लिए खाली हाइड्रेट्स और ठोस जाली का पूरी तरह से परमाणु विवरण का उपयोग किया और बर्फ IH और खाली हाइड्रेट्स के बीच रासायनिक क्षमता में अंतर प्राप्त किया, वैन के मध्य में डेर वाल्स - प्लैटीव सिद्धांत। जैकबसन एट अल। H<sub>2</sub>O के लिए विकसित मोनोएटोमिक (मोटे-दानेदार) मॉडल का उपयोग करते हुए<ref>{{cite journal |author=Jacobson L.C. |author2=Hujo W.|author3=Molinero V. |year=2009 |title=थर्मोडायनामिक स्थिरता और अतिथि-मुक्त क्लैथ्रेट हाइड्रेट की वृद्धि: पानी का एक कम घनत्व क्रिस्टल चरण|volume=113 |issue=30| pages=10298–10307 |doi=10.1021/jp903439a |pmid=19585976| journal=J. Phys. Chem. B| doi-access=free }}</ref> सिमुलेशन प्रदर्शन किया जो हाइड्रेट्स के टेट्राहेड्रल समरूपता को पकड़ने में सक्षम है। उनकी गणना से पता चला कि, 1 एटीएम दबाव के तहत, sI और sII खाली हाइड्रेट उनके पिघलने के तापमान, T=245 ± 2 K और T=252 ± 2 K, क्रमशः बर्फ चरणों के संबंध में मेटास्टेबल हैं। मात्सुई एट अल। नियोजित<ref>{{cite journal |author=Matsui T.|author2=Hirata M.|author3=Yagasaki T. |author4=Matsumoto M. |author5=Tanaka H.| year=2017 |title=हाइपोथेटिकल अल्ट्रालो-डेंसिटी आइस पॉलीमॉर्फ|volume=147 |issue=9| pages=091101 |doi=10.1063/1.4994757 |pmid=28886658| journal=J. Chem. Phys.| doi-access=free }}</ref> आणविक गतिकी कई बर्फ बहुरूपताओं का एक संपूर्ण और व्यवस्थित अध्ययन करने के लिए, अर्थात् अंतरिक्ष फुलरीन ices, जिओलिटिक ices, और एयरोसेस और ज्यामितीय विचारों के संदर्भ में उनकी सापेक्ष स्थिरता की व्याख्या की।
 
मेटास्टेबल खाली सी क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स के थर्मोडायनामिक्स को क्रूज़ एट अल द्वारा व्यापक तापमान और दबाव पर्वतमाला, 100 ≤ t (k) ≤ 220 और 1 (P (बार) ≤ 5000 पर जांच की गई है।<ref>{{cite journal |author=Cruz F.J.A.L. |author2=Alavi S.|author3=Mota J.P.B. |year=2019 |title=आणविक सिमुलेशन का उपयोग करके मेटास्टेबल खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स के कम तापमान थर्मोडायनामिक अध्ययन|doi=10.1021/acsearthspacechem.9b00009 |journal=ACS Earth Space Chem.|volume=3|issue=5|pages=789–799|bibcode=2019ECS.....3..789C|s2cid=140362440}}</ref> बड़े पैमाने पर सिमुलेशन का उपयोग करना और 1 बार में प्रयोगात्मक डेटा के साथ तुलना करना।प्राप्त संपूर्ण पी ‘वी। टी सतह को 99.7–99.9%की सटीकता के साथ राज्य के पारसफ़र और मेसन समीकरण के सार्वभौमिक रूप द्वारा फिट किया गया था।लागू तापमान के कारण फ्रेमवर्क विरूपण एक परवलयिक कानून का पालन करता है, और ऊपर एक महत्वपूर्ण तापमान है जिसके ऊपर आइसोबैरिक थर्मल विस्तार नकारात्मक हो जाता है, 194.7 K से 1 बार से 166.2 K तक 5000 बार में।एप्लाइड (पी, टी) फ़ील्ड के जवाब का विश्लेषण एक शास्त्रीय टेट्राहेड्रल संरचना के कोण और दूरी विवरणकों के संदर्भ में किया गया था और (पी, टी)> (2000 बार, 200 के) के लिए कोणीय परिवर्तन के माध्यम से अनिवार्य रूप से होने के लिए मनाया गया था।फ्रेमवर्क अखंडता के लिए जिम्मेदार हाइड्रोजन बॉन्ड की लंबाई थर्मोडायनामिक स्थितियों के लिए असंवेदनशील थी और इसका औसत मूल्य r (̅o h) = 0.25 & nbsp; nm है।
 
== सह<sub>2</sub> हाइड्रेट ==
क्लैथ्रेट हाइड्रेट, जिसने सीओ को घेर लिया<sub>2</sub> अतिथि अणु को सह के रूप में कहा जाता है<sub>2</sub> हाइड्रेट।शब्द सह<sub>2</sub> इन दिनों हाइड्रेट्स का अधिक उपयोग किया जाता है इन दिनों मानवजनित सह में इसकी प्रासंगिकता के साथ<sub>2</sub> कब्जा और अनुक्रम।एक नॉनस्टोइकोमेट्रिक यौगिक, कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रेट, बर्फ जैसे ढांचे में व्यवस्थित हाइड्रोजन-बंधुआ पानी के अणुओं से बना होता है जो उपयुक्त आकार और क्षेत्रों के साथ अणुओं द्वारा कब्जा कर लेते हैं।संरचना I में, सह<sub>2</sub> हाइड्रेट 46 एच से बना दो क्यूबिक हाइड्रेट्स में से एक के रूप में क्रिस्टलीकृत करता है<sub>2</sub>ओ अणु (या डी<sub>2</sub>ओ) और आठ सीओ<sub>2</sub> अणु दोनों बड़े गुहाओं (टेट्राकैडेकहेड्रल) और छोटे गुहाओं (पेंटागोनल डोडेकाहेड्रल) पर कब्जा कर रहे हैं।<ref>{{cite journal |author=Circone S.|author2=Stern L.A.|author3=Kirby S.H.| author4= Durham W.B.|author5= Chacoumakos B.C.|author6=Rawn C.J.|author7=Rondinone A.J.|author8= Ishii Y.|year=2003 |title= CO2 हाइड्रेट: संश्लेषण, रचना, संरचना, पृथक्करण व्यवहार, और संरचना की तुलना I CH4 हाइड्रेट|journal= The Journal of Physical Chemistry B |volume=107|issue=23 |pages= 5529–5539 |doi=10.1021/jp027391j |url=https://doi.org/10.1021/jp027391j}}</ref> शोधकर्ताओं का मानना था कि महासागरों और पर्माफ्रॉस्ट में मानवजनित सह पर कब्जा करने की बहुत संभावना है<sub>2</sub> फार्म में सह<sub>2</sub> हाइड्रेट।सीओ को स्थानांतरित करने के लिए एडिटिव्स का उपयोग<sub>2</sub> उच्च तापमान और कम दबावों की ओर चरण आरेख में हाइड्रेट संतुलन वक्र अभी भी सीओ के व्यापक बड़े पैमाने पर भंडारण करने के लिए जांच के तहत है<sub>2</sub> उथले उप -गहराई में व्यवहार्य।<ref>{{cite journal |author1=Zheng J. |author2=Chong Z.R.|author3=Qureshi M.F.|author4= Linga P.|year=2020 |title=गैस हाइड्रेट्स के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड अनुक्रम: डीकार्बोनाइजेशन की ओर एक संभावित मार्ग|journal=Energy Fuels |volume=34|issue=9 |pages=10529–10546 |doi=10.1021/acs.energyfuels.0c02309|s2cid=225428567 }}</ref>


क्रूज़ एट अल द्वारा मेटास्टेबल खाली एसआई क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स के ऊष्मप्रवैगिकी की व्यापक तापमान और दबाव रेंज, 100 ≤ T (K) ≤ 220 और 1 ≤ P (बार) ≤ 5000 पर जांच की गई है।<ref>{{cite journal |author=Cruz F.J.A.L. |author2=Alavi S.|author3=Mota J.P.B. |year=2019 |title=आणविक सिमुलेशन का उपयोग करके मेटास्टेबल खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स के कम तापमान थर्मोडायनामिक अध्ययन|doi=10.1021/acsearthspacechem.9b00009 |journal=ACS Earth Space Chem.|volume=3|issue=5|pages=789–799|bibcode=2019ECS.....3..789C|s2cid=140362440}}</ref> बड़े पैमाने पर सिमुलेशन का उपयोग करना और 1 बार में प्रायोगिक डेटा के साथ तुलना करना। प्राप्त की गई पूरी पी-वी-टी सतह 99.7-99.9% की सटीकता के साथ राज्य के पारसाफर और मेसन समीकरण के सार्वभौमिक रूप से फिट की गई थी। लागू तापमान के कारण फ्रेमवर्क विरूपण एक परवलयिक कानून का पालन करता है, और एक महत्वपूर्ण तापमान होता है जिसके ऊपर आइसोबैरिक थर्मल विस्तार नकारात्मक हो जाता है, 194.7 K से 1 बार से लेकर 166.2 K तक 5000 बार। अनुप्रयुक्त (P, T) क्षेत्र की प्रतिक्रिया का शास्त्रीय टेट्राहेड्रल संरचना के कोण और दूरी विवरणकों के संदर्भ में विश्लेषण किया गया था और अनिवार्य रूप से (P, T) > (2000 बार, 200 K) के लिए कोणीय परिवर्तन के माध्यम से होने के लिए मनाया गया। ढांचे की अखंडता के लिए जिम्मेदार हाइड्रोजन बांड की लंबाई थर्मोडायनामिक स्थितियों के प्रति असंवेदनशील थी और इसका औसत मूल्य r(̅O H) = 0.25 एनएम है।


== CO2 हाइड्रेट ==
क्लैथ्रेट हाइड्रेट, जो CO<sub>2</sub> को अतिथि अणु के रूप में संलग्न करता है, CO<sub>2</sub> हाइड्रेट कहलाता है। CO<sub>2</sub> हाइड्रेट्स शब्द इन दिनों मानवजनित CO<sub>2</sub> कैप्चर और सीक्वेस्ट्रेशन में इसकी प्रासंगिकता के साथ अधिक सामान्य रूप से उपयोग किया जाता है। एक गैर-स्टोइकियोमेट्रिक यौगिक, कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रेट, हाइड्रोजन-बंधित पानी के अणुओं से बना होता है जो बर्फ की तरह के ढांचे में व्यवस्थित होते हैं जो अणुओं द्वारा उचित आकार और क्षेत्रों पर कब्जा कर लिया जाता है। संरचना I में, CO<sub>2</sub> हाइड्रेट 46 H<sub>2</sub>O अणुओं (या D<sub>2</sub>O) और आठ CO<sub>2</sub> अणुओं से बने दो क्यूबिक हाइड्रेट्स में से एक के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है, जो दोनों बड़े गुहाओं (टेट्राकाइडेकेड्रल) और छोटे गुहाओं (पेंटागोनल डोडेकेहेड्रल) पर कब्जा कर लेता है।<ref>{{cite journal |author=Circone S.|author2=Stern L.A.|author3=Kirby S.H.| author4= Durham W.B.|author5= Chacoumakos B.C.|author6=Rawn C.J.|author7=Rondinone A.J.|author8= Ishii Y.|year=2003 |title= CO2 हाइड्रेट: संश्लेषण, रचना, संरचना, पृथक्करण व्यवहार, और संरचना की तुलना I CH4 हाइड्रेट|journal= The Journal of Physical Chemistry B |volume=107|issue=23 |pages= 5529–5539 |doi=10.1021/jp027391j |url=https://doi.org/10.1021/jp027391j}}</ref> शोधकर्ताओं का मानना था कि महासागरों और परमाफ्रॉस्ट में CO<sub>2</sub> हाइड्रेट्स के रूप में मानवजनित CO<sub>2</sub> को पकड़ने की अपार क्षमता है। CO<sub>2</sub> हाइड्रेट संतुलन वक्र को उच्च तापमान और निचले दबावों की ओर चरण आरेख में स्थानांतरित करने के लिए एडिटिव्स का उपयोग अभी भी छानबीन कर रहा है ताकि उथले उप-गहराई में CO<sub>2</sub> के व्यापक बड़े पैमाने पर भंडारण को व्यवहार्य बनाया जा सके।<ref>{{cite journal |author1=Zheng J. |author2=Chong Z.R.|author3=Qureshi M.F.|author4= Linga P.|year=2020 |title=गैस हाइड्रेट्स के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड अनुक्रम: डीकार्बोनाइजेशन की ओर एक संभावित मार्ग|journal=Energy Fuels |volume=34|issue=9 |pages=10529–10546 |doi=10.1021/acs.energyfuels.0c02309|s2cid=225428567 }}</ref>
== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* Clathrate
* क्लैथ्रेट
* स्टार#गठन और विकास
* स्टार गठन और विकास
* [[ तंग करना ]] गन परिकल्पना
* क्लैथ्रेट गन परिकल्पना


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 22:56, 27 December 2022

मीथेन क्लैथ्रेट ब्लॉक हाइड्रेट रिज के तलछट में एम्बेडेड, ओरेगन, यूएसए से दूर

क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स या गैस हाइड्रेट, क्लैथ्रेट्स, हाइड्रेट्स आदि, क्रिस्टलिय पानी पर आधारित ठोस पदार्थ हैं जो शारीरिक रूप से बर्फ के समान होते हैं, जिसमें छोटे रासायनिक ध्रुवीयता | गैर-ध्रुवीय अणु (आमतौर पर गैस) या भारी हाइड्रोफोबिक किटों वाले ध्रुवीय अणु हाइड्रोजन बंधुआ, जमे हुए पानी के अणुओं के "पिंजरे" के अंदर फंस जाते हैं।[1][2] दूसरे शब्दों में, क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स क्लैथ्रेट यौगिक होते हैं जिसमें मेजबान अणु पानी होता है और अतिथि अणु सामान्यतया गैस या द्रव होता है। फंसे हुए अणुओं के समर्थन के बिना, हाइड्रेट क्लैथ्रेट्स की जाली संरचना पारंपरिक बर्फ क्रिस्टल संरचना या तरल पानी में गिर जाएगी। O2, H2, N2,CO2, CH4, H2S, Ar, Kr, तथा Xe, सहित अधिकांश कम आणविक भार वाली गैसें, साथ ही साथ कुछ उच्च हाइड्रोकार्बन और फ़्रेयॉन, उपयुक्त तापमान और दबावों पर हाइड्रेट्स बनाएंगे। क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स आधिकारिक तौर पर रासायनिक यौगिक नहीं हैं, क्योंकि संलग्न अतिथि अणु कभी भी जाली से बंधे नहीं होते हैं। क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स का गठन और अपघटन प्रथम क्रम चरण संक्रमण हैं, न कि रासायनिक प्रतिक्रियाएं। आणविक स्तर पर उनके विस्तृत गठन और अपघटन तंत्र अभी भी अच्छी तरह से समझ में नहीं आये हैं।[3][4][5] क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स को पहली बार 1810 में सर हम्फ्री डेवी द्वारा प्रलेखित किया गया था, जिन्होंने पाया कि पानी एक प्राथमिक घटक था जिसे पहले ठोस क्लोरीन माना जाता था।[6][7]

क्लैथ्रेट्स प्राकृतिक रूप से बड़ी मात्रा में पाए गए हैं। लगभग 6.4 ट्रिलियन (6.4 × 10)12 टन मीथेन गहरे समुद्र तल पर मीथेन क्लैथ्रेट के निक्षेपों में फंसा हुआ है।[8] स्टोरगा स्लाइड के उत्तरी हेडवॉल फ्लैंक में नॉर्वेजियन महाद्वीपीय शेल्फ पर इस तरह की जमा राशि पाई जा सकती है। क्लैथ्रेट्स पर्माफ्रॉस्ट के रूप में भी मौजूद हो सकते हैं, जैसा कि उत्तर-पश्चिमी कनाडाई आर्कटिक के मैकेंज़ी डेल्टा में मलिक गैस हाइड्रेट साइट पर है। इन प्राकृतिक गैस हाइड्रेट्स को संभावित रूप से विशाल ऊर्जा संसाधन के रूप में देखा जाता है और कई देशों ने इस ऊर्जा संसाधन को विकसित करने के लिए राष्ट्रीय कार्यक्रमों को समर्पित किया है।[9] समुद्री जल विलवणीकरण,[10] गैस भंडारण,[11] कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथरेट कैप्चर और स्टोरेज,[12] डेटा सेंटर के लिए कूलिंग माध्यम[13] और डिस्ट्रिक्ट कूलिंग आदि जैसे कई अनुप्रयोगों के लिए क्लैथ्रेट हाइड्रेट भी प्रौद्योगिकी समर्थक के रूप में बहुत रुचि रखता है। हाइड्रोकार्बन क्लैथ्रेट्स पेट्रोलियम उद्योग के लिए समस्याएँ पैदा करते हैं, क्योंकि वे गैस पाइपलाइन परिवहन के अंदर बन सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अक्सर रुकावटें आती हैं। इस ग्रीनहाउस गैस को वायुमंडल से हटाने और जलवायु परिवर्तन को नियंत्रित करने के लिए गहरे समुद्र में कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथ्रेट के जमाव को एक विधि के रूप में प्रस्तावित किया गया है। कुछ बाहरी ग्रहो, प्राकृतिक उपग्रह और ट्रांस-नेप्च्यूनियन वस्तुओं पर बड़ी मात्रा में क्लेथ्रेट्स होने का संदेह है, जो काफी उच्च तापमान पर बाध्यकारी गैस है।[14]

संरचना

विभिन्न गैस हाइड्रेट संरचनाओं का निर्माण पिंजरे।

गैस हाइड्रेट आमतौर पर दो क्रिस्टलोग्राफी क्यूबिक संरचनाएं बनाते हैं: संरचना (प्रकार) I (नामक एसआई) और संरचना (प्रकार) II (नामक एसआईआई)[15] समष्टि समूहों की और क्रमशः। समष्टि समूह की एक तीसरी हेक्सागोनल संरचना भी देखी जा सकती है जैसे (प्रकार एच)।[16]

प्रकार I की एकक कोष्ठिका में 46 पानी के अणु होते हैं, जो दो प्रकार के पिंजरे बनाते हैं - छोटे और बड़े। एकक कोष्ठिका में दो छोटे पिंजरे और छह बड़े होते हैं। छोटे पिंजरे में एक पंचकोणीय द्वादशफलक (512) (जो एक नियमित द्वादशफ़लक नहीं है) का आकार होता है और बड़ा पिंजरा एक टेट्राडेकाहेड्रॉन का होता है, विशेष रूप से एक षट्कोणीय छोटा समलम्बाकार (51262)। साथ में, वे वीयर-फेलन संरचना का एक संस्करण बनाते हैं। प्रकार I हाइड्रेट बनाने वाले विशिष्ट मेहमान कार्बन डाइऑक्साइड हैं। टाइप I हाइड्रेट बनाने वाले विशिष्ट मेहमान कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथ्रेट में CO2 और मीथेन क्लैथ्रेट में CH4 हैं।

प्रकार II की एकक कोष्ठिका में 136 पानी के अणु होते हैं, जो फिर से दो प्रकार के पिंजरों का निर्माण करते हैं - छोटे और बड़े। इस मामले में एकक कोष्ठिका में सोलह छोटे पिंजरे और आठ बड़े हैं। छोटा पिंजरा फिर से एक पंचकोणीय द्वादशफलक (512) का आकार लेता है, लेकिन बड़ा एक षट्कोणीय पिंजरा (51264) है। प्रकार II हाइड्रेट O2 और N2 जैसी गैसों द्वारा बनते हैं।

टाइप एच की यूनिट सेल में 34 पानी के अणु होते हैं, जो तीन प्रकार के पिंजरों का निर्माण करते हैं - विभिन्न प्रकार के जैसे दो छोटे और एक "विशाल"। इस मामले में, यूनिट सेल में 512 प्रकार के तीन छोटे पिंजरे, 435663 प्रकार के दो छोटे और 51268 प्रकार के एक विशाल पिंजरे होते हैं। प्रकार एच के गठन के लिए स्थिर होने के लिए दो अतिथि गैसों (बड़े और छोटे) के सहयोग की आवश्यकता होती है। यह बड़ी गुहा है जो संरचना एच हाइड्रेट्स को बड़े अणुओं (जैसे ब्यूटेन, हाइड्रोकार्बन) में फिट करने की अनुमति देता है, शेष गुहाओं को भरने और समर्थन करने के लिए अन्य छोटे सहायता गैसों की उपस्थिति को देखते हुए। संरचना एच हाइड्रेट्स को मेक्सिको की खाड़ी में मौजूद होने का सुझाव दिया गया था। भारी हाइड्रोकार्बन की थर्मोजेनिक रूप से उत्पादित आपूर्ति वहाँ आम है।

ब्रह्मांड में हाइड्रेट्स

इरो एट अल.,[17] धूमकेतुओं में नाइट्रोजन की कमी की व्याख्या करने की कोशिश करते हुए, पूर्व-मुख्य और मुख्य अनुक्रम सितारों के आसपास, प्रोटोप्लेनेटरी नेबुला में हाइड्रेट गठन के लिए अधिकांश शर्तों को पूरा किया गया था, मीटर पैमाने पर तेजी से अनाज की वृद्धि के बावजूद। कुंजी एक गैसीय वातावरण के संपर्क में आने वाले पर्याप्त सूक्ष्म बर्फ के कण प्रदान करना था। -Tauri और Herbig Ae/Be सितारों के आस-पास परिस्थितितालीय डिस्क के रेडियोमीट्रिक सातत्य के निरीक्षण से पता चलता है कि बड़े पैमाने पर धूल के डिस्क मिलिमीटर के आकार के अनाज से बने होते हैं, जो कई मिलियन वर्षों के बाद गायब हो जाते हैं (जैसे,[18][19])। अवरक्त अंतरिक्ष वेधशाला (आईएसओ) पर ब्रह्मांड में पानी के आयनों का पता लगाने पर बहुत काम किया गया था। उदाहरण के लिए, मुस्का में पृथक हर्बिग एई/बी स्टार एचडी 100546 की डिस्क में 43 और 60 माइक्रोन पर जल बर्फ के व्यापक उत्सर्जन बैंड पाए गए। 43 माइक्रोमीटर पर एक 60 माइक्रोमीटर पर एक की तुलना में बहुत कमजोर है, जिसका अर्थ है कि पानी की बर्फ, डिस्क के बाहरी हिस्सों में 50 k नीचे के तापमान पर स्थित है।[20] 87 और 90 माइक्रोन के बीच एक अन्य व्यापक बर्फ विशेषता भी है, जो एनजीसी 6302[21] (स्कॉर्पियस में बग या बटरफ्लाई नेबुला) के समान है। ल्यूपस (नक्षत्र) में ε-एरिडानी के प्रोटो-ग्रहीय डिस्क और पृथक Fe स्टार एचडी 142527[22][23] में क्रिस्टलीय बर्फ का भी पता चला था। उत्तरार्द्ध में बर्फ का 90% लगभग 50 K के तापमान पर क्रिस्टलीय पाया गया। हबल अंतरिक्ष सूक्ष्मदर्शी ने प्रदर्शित किया कि अपेक्षाकृत पुराने परिस्थिति-तारकीय डिस्क, जैसा कि लगभग 5 मिलियन वर्ष पुराने B9.5Ve[24] हर्बिग Ae/Be स्टार एचडी 141569ए, धूल भरे हैं।[25] ली और लुनाइन[26] को वहां पानी की बर्फ मिली। प्रोटो-ग्रहीय नेबुला, हर्सेंट एट अल के बाहरी हिस्सों में आम तौर पर आयनों को जानना।[27] सौर ऊर्जा की बहुतायत के संबंध में सौर मंडल के चार विशालकाय ग्रहों में अस्थिरता (भौतिकी) के संवर्धन की व्याख्या का प्रस्ताव किया गया। उन्होंने माना कि वाष्पशील हाइड्रेट्स के रूप में फंस गए थे और प्रोटोप्लानेट्स के फीडिंग जोन में उड़ने वाले ग्रहों में शामिल हो गए थे।

किफ़र एट अल। (2006) में अनुमान लगाया कि शनि के चंद्रमा एन्सेलाडस के दक्षिण ध्रुवीय क्षेत्र में गीजर गतिविधि क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स से उत्पन्न होती है, जहां उस क्षेत्र में पाए जाने वाले "टाइगर स्ट्राइप" फ्रैक्चर के माध्यम से अंतरिक्ष के निर्वात के संपर्क में आने पर कार्बन डाइऑक्साइड, मीथेन और नाइट्रोजन निकलते हैं।[28] हालांकि, प्लूम सामग्री के बाद के विश्लेषण से यह अधिक संभावना है कि एन्सेलाडस पर गीजर एक नमकीन उपसतह महासागर से निकलते हैं।[29]

माना जाता है कि मंगल पर विभिन्न प्रक्रियाओं में कार्बन डाइऑक्साइड क्लैथ्रेट एक प्रमुख भूमिका निभाता है। गैस दिग्गजों के लिए संघनन नेबुला में हाइड्रोजन क्लैथ्रेट बनने की संभावना है।

कमता एट अल।[30] होक्काइडो के विश्वविद्यालय ने (2019) में प्रस्तावित किया है कि क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स की एक पतली परत प्लूटो के तरल पानी के उपसतह महासागर को तापीय रूप से इन्सुलेट करती है, जिसका अस्तित्व न्यू होराइजंस जांच के डेटा द्वारा सुझाया गया है।

पृथ्वी पर हाइड्रेट्स

प्राकृतिक गैस हाइड्रेट्स

स्वाभाविक रूप से पृथ्वी पर गैस हाइड्रेट के समुद्र तल पर, समुद्र के तलछट में,[31] गहरी झील के तलछट (जैसे लेक बैकाल) में और साथ ही पर्माफ्रॉस्ट क्षेत्रों में पाए जा सकते हैं। प्राकृतिक मीथेन क्लैथ्रेट में जमे या संभावित रूप से फंसे मीथेन की मात्रा महत्वपूर्ण हो सकती है, (1015 से 1017 क्यूबिक मीटर),[32] जो उन्हें संभावित ऊर्जा संसाधन के रूप में प्रमुख रुचि बनाता है। इस तरह के जमे हुए अपघटन से मीथेन की भयावह रिहाई से वैश्विक जलवायु परिवर्तन हो सकता है, जिसे क्लैथरेट गन परिकल्पना कहा जाता है,क्योंकि CH4 कार्बन डाइआक्साइड(CO2) की तुलना में अधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है (वायुमंडलीय मीथेन देखें)। इस तरह के जमाओं के तेजी से अपघटन को एक जियोहाज़ार्ड माना जाता है, जो भूस्खलन, भूकंप और सुनामी को ट्रिगर करने की क्षमता के कारण होता है। हालाँकि, प्राकृतिक गैस हाइड्रेट में केवल मीथेन ही नहीं बल्कि अन्य हाइड्रोकार्बन गैसों के साथ-साथ H2S और CO2 भी होते हैं। ध्रुवीय बर्फ के नमूनों में वायु हाइड्रेट्स अक्सर देखे जाते हैं।

बूंद स पर्माफ्रॉस्ट क्षेत्रों में सामान्य संरचनाएं हैं।[33] इसी तरह की संरचनाएं मीथेन रिसाव से संबंधित गहरे पानी में पाई जाती हैं। गौरतलब है कि एक तरल चरण की अनुपस्थिति में भी गैस हाइड्रेट्स का गठन किया जा सकता है। उस स्थिति के तहत, पानी गैस या तरल हाइड्रोकार्बन चरण में भंग हो जाता है।[34]

2017 में, जापान और चीन दोनों ने घोषणा की कि समुद्र तल के नीचे से मीथेन हाइड्रेट के बड़े पैमाने पर संसाधन निष्कर्षण के प्रयास सफल रहे हैं। हालांकि, वाणिज्यिक पैमाने पर उत्पादन वर्षों दूर है।[35][36]

2020 के अनुसंधान मोर्चों की रिपोर्ट ने गैस हाइड्रेट संचय और खनन प्रौद्योगिकी की पहचान की, जो भू -विज्ञान में शीर्ष 10 अनुसंधान मोर्चों में से एक के रूप में है।[37]

गैस पाइपलाइनों में हाइड्रेट्स

हाइड्रेट गठन के पक्ष में थर्मोडायनामिक स्थितियां अक्सर पाइपलाइन परिवहन में पाई जाती हैं। यह अत्यधिक अवांछनीय है, क्योंकि क्लैथ्रेट क्रिस्टल एग्लोमरेट हो सकते हैं और लाइन को प्लग कर सकते हैं[38] और प्रवाह आश्वासन विफलता और क्षति वाल्व और इंस्ट्रूमेंटेशन का कारण। परिणाम प्रवाह में कमी से लेकर उपकरण क्षति तक हो सकते हैं।

हाइड्रेट गठन, रोकथाम और शमन दर्शन

हाइड्रेट्स में ढेरी और पाइप की दीवार का पालन करने और इस तरह पाइपलाइन को प्लग करने की एक मजबूत प्रवृत्ति होती है। एक बार बनने के बाद, उन्हें तापमान बढ़ाकर और/या दबाव कम करके विघटित किया जा सकता है। यहां तक कि इन शर्तों के तहत, क्लैथरेट पृथक्करण एक धीमी प्रक्रिया है।

इसलिए, हाइड्रेट गठन को रोकना समस्या की कुंजी प्रतीत होता है।एक हाइड्रेट रोकथाम दर्शन आमतौर पर सुरक्षा के तीन स्तरों पर आधारित हो सकता है, प्राथमिकता के क्रम में सूचीबद्ध:

  1. परिचालन स्थितियों से बचें जो ग्लाइकोल निर्जलीकरण का उपयोग करके हाइड्रेट गठन तापमान को निराश करके हाइड्रेट्स के गठन का कारण बन सकती हैं;
  2. हाइड्रेट गठन से बचने के लिए अस्थायी रूप से ऑपरेटिंग स्थितियों को बदलें;
  3. रसायनों के अलावा हाइड्रेट्स के गठन को रोकें जो (ए) हाइड्रेट संतुलन की स्थिति को कम तापमान और उच्च दबावों की ओर स्थानांतरित करते हैं या (बी) हाइड्रेट गठन समय (प्रतिक्रिया अवरोधक ) बढ़ाते हैं

वास्तविक दर्शन परिचालन परिस्थितियों पर निर्भर करेगा जैसे कि दबाव, तापमान, प्रवाह का प्रकार (गैस, तरल, पानी की उपस्थिति आदि)

हाइड्रेट इनहिबिटर

जब उन मापदंडों के एक सेट के भीतर काम किया जाता है जहां हाइड्रेट्स का गठन किया जा सकता है, तो उनके गठन से बचने के अभी भी तरीके हैं। रसायनों को जोड़कर गैस संरचना को बदलने से हाइड्रेट गठन तापमान कम हो सकता है और/या उनके गठन में देरी हो सकती है। आम तौर पर दो विकल्प मौजूद हैं:

  • थर्मोडायनामिक अवरोधक
  • काइनेटिक इनहिबिटर | काइनेटिक इनहिबिटर/एंटी-एंजग्लोमेरेंट्स

सबसे आम थर्मोडायनामिक इनहिबिटर मेथनॉल, एथिलीन ग्लाइकोल (मेग), और डाएइथाईलीन ग्लाइकोल (डीईजी) हैं, जिन्हें आमतौर पर ग्लाइकोल कहा जाता है। सभी को पुनर्प्राप्त और पुन: प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन मेथनॉल रिकवरी का अर्थशास्त्र ज्यादातर मामलों में अनुकूल नहीं है। एमईजी उन अनुप्रयोगों के लिए डीईजी से अधिक पसंद किया जाता है जहां तापमान -10 डिग्री सेल्सियस या कम तापमान पर उच्च चिपचिपापन के कारण कम होने की उम्मीद है। त्रि-ग्लाइकोल (TEG) में गैस स्ट्रीम में इंजेक्ट किए गए अवरोधक के रूप में अनुकूल होने के लिए बहुत कम वाष्प दबाव होता है। MEG या DEG की तुलना में अधिक मेथनॉल गैस चरण में खो जाता है।

वास्तविक क्षेत्र के संचालन में गतिज अवरोधक और एंटी-एग्लोमोरेंट्स का उपयोग एक नई और विकसित तकनीक है। इसके लिए वास्तविक प्रणाली के लिए व्यापक परीक्षण और अनुकूलन की आवश्यकता होती है। जबकि काइनेटिक इनहिबिटर न्यूक्लिएशन के कैनेटीक्स को धीमा करके काम करते हैं, एंटी-एंजग्लोमेरेंट्स न्यूक्लिएशन को रोकते नहीं हैं, लेकिन गैस हाइड्रेट क्रिस्टल के एग्लोमेशन (एक साथ चिपके हुए) को रोकते हैं। इन दो प्रकार के अवरोधकों को एलडीएचआई के रूप में भी जाना जाता है, क्योंकि उन्हें पारंपरिक थर्मोडायनामिक अवरोधकों की तुलना में बहुत कम सांद्रता की आवश्यकता होती है। काइनेटिक अवरोधक, जिन्हें प्रभावी होने के लिए पानी और हाइड्रोकार्बन मिश्रण की आवश्यकता नहीं होती है, आमतौर पर पॉलिमर या कॉपोलिमर होते हैं और एंटी-एग्लोमेरेंट्स (पानी और हाइड्रोकार्बन मिश्रण की आवश्यकता होती है) पॉलिमर या ज़्विटरियोनिक होते हैं - आमतौर पर अमोनियम और COOH - सर्फेक्टेंट दोनों हाइड्रेट्स और हाइड्रोकार्बन से आकर्षित होते हैं।

खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स

बर्फ के संबंध में खाली क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स[39] थर्मोडायनामिक रूप से अस्थिर हैं (इन संरचनाओं को स्थिर करने के लिए अतिथि अणु सर्वोपरि हैं), और इस तरह प्रायोगिक तकनीकों का उपयोग करके उनका अध्ययन बहुत विशिष्ट गठन स्थितियों तक सीमित है; हालाँकि, उनकी यांत्रिक स्थिरता सैद्धांतिक और कंप्यूटर अनुकरण विधियों को उनके ऊष्मागतिक गुणों को संबोधित करने के लिए आदर्श विकल्प प्रदान करती है। बहुत ठंडे नमूनों (110–145 K) से शुरू करके, फालेन्टी एट अल।[40] एक तथाकथित बर्फ XVI प्राप्त करने के लिए वैक्यूम पंपिंग का उपयोग करके कई घंटों के लिए Ne-sII क्लैथ्रेट्स को नष्ट कर दिया, न्यूट्रॉन विवर्तन को नियोजित करते हुए यह देखने के लिए कि (i) खाली sII हाइड्रेट संरचना T ≥ 145 K पर विघटित होती है और, इसके अलावा, (ii) खाली हाइड्रेट T <55 K पर एक नकारात्मक थर्मल विस्तार दिखाता है, और यह यांत्रिक रूप से अधिक स्थिर है और Ne-भरे एनालॉग की तुलना में कम तापमान पर एक बड़ा जाली स्थिर है। ऐसी झरझरा बर्फ के अस्तित्व का सैद्धांतिक रूप से पहले ही अनुमान लगाया जा चुका था।[41] सैद्धांतिक दृष्टिकोण से, आणविक गतिशीलता या मोंटे कार्लो तकनीकों का उपयोग करके खाली हाइड्रेट्स की जांच की जा सकती है। कोंडे एट अल। नकारात्मक दबावों और T ≤ 300 K,[42] पर H2O के चरण आरेख का अनुमान लगाने के लिए खाली हाइड्रेट्स और ठोस जाली का पूरी तरह से परमाणु विवरण का उपयोग किया और बर्फ IH और खाली हाइड्रेट्स के बीच रासायनिक क्षमता में अंतर प्राप्त किया, वैन के मध्य में डेर वाल्स - प्लैटीव सिद्धांत। जैकबसन एट अल। H2O के लिए विकसित मोनोएटोमिक (मोटे-दानेदार) मॉडल का उपयोग करते हुए[43] सिमुलेशन प्रदर्शन किया जो हाइड्रेट्स के टेट्राहेड्रल समरूपता को पकड़ने में सक्षम है। उनकी गणना से पता चला कि, 1 एटीएम दबाव के तहत, sI और sII खाली हाइड्रेट उनके पिघलने के तापमान, T=245 ± 2 K और T=252 ± 2 K, क्रमशः बर्फ चरणों के संबंध में मेटास्टेबल हैं। मात्सुई एट अल। नियोजित[44] आणविक गतिकी कई बर्फ बहुरूपताओं का एक संपूर्ण और व्यवस्थित अध्ययन करने के लिए, अर्थात् अंतरिक्ष फुलरीन ices, जिओलिटिक ices, और एयरोसेस और ज्यामितीय विचारों के संदर्भ में उनकी सापेक्ष स्थिरता की व्याख्या की।

क्रूज़ एट अल द्वारा मेटास्टेबल खाली एसआई क्लैथ्रेट हाइड्रेट्स के ऊष्मप्रवैगिकी की व्यापक तापमान और दबाव रेंज, 100 ≤ T (K) ≤ 220 और 1 ≤ P (बार) ≤ 5000 पर जांच की गई है।[45] बड़े पैमाने पर सिमुलेशन का उपयोग करना और 1 बार में प्रायोगिक डेटा के साथ तुलना करना। प्राप्त की गई पूरी पी-वी-टी सतह 99.7-99.9% की सटीकता के साथ राज्य के पारसाफर और मेसन समीकरण के सार्वभौमिक रूप से फिट की गई थी। लागू तापमान के कारण फ्रेमवर्क विरूपण एक परवलयिक कानून का पालन करता है, और एक महत्वपूर्ण तापमान होता है जिसके ऊपर आइसोबैरिक थर्मल विस्तार नकारात्मक हो जाता है, 194.7 K से 1 बार से लेकर 166.2 K तक 5000 बार। अनुप्रयुक्त (P, T) क्षेत्र की प्रतिक्रिया का शास्त्रीय टेट्राहेड्रल संरचना के कोण और दूरी विवरणकों के संदर्भ में विश्लेषण किया गया था और अनिवार्य रूप से (P, T) > (2000 बार, 200 K) के लिए कोणीय परिवर्तन के माध्यम से होने के लिए मनाया गया। ढांचे की अखंडता के लिए जिम्मेदार हाइड्रोजन बांड की लंबाई थर्मोडायनामिक स्थितियों के प्रति असंवेदनशील थी और इसका औसत मूल्य r(̅O H) = 0.25 एनएम है।

CO2 हाइड्रेट

क्लैथ्रेट हाइड्रेट, जो CO2 को अतिथि अणु के रूप में संलग्न करता है, CO2 हाइड्रेट कहलाता है। CO2 हाइड्रेट्स शब्द इन दिनों मानवजनित CO2 कैप्चर और सीक्वेस्ट्रेशन में इसकी प्रासंगिकता के साथ अधिक सामान्य रूप से उपयोग किया जाता है। एक गैर-स्टोइकियोमेट्रिक यौगिक, कार्बन डाइऑक्साइड हाइड्रेट, हाइड्रोजन-बंधित पानी के अणुओं से बना होता है जो बर्फ की तरह के ढांचे में व्यवस्थित होते हैं जो अणुओं द्वारा उचित आकार और क्षेत्रों पर कब्जा कर लिया जाता है। संरचना I में, CO2 हाइड्रेट 46 H2O अणुओं (या D2O) और आठ CO2 अणुओं से बने दो क्यूबिक हाइड्रेट्स में से एक के रूप में क्रिस्टलीकृत होता है, जो दोनों बड़े गुहाओं (टेट्राकाइडेकेड्रल) और छोटे गुहाओं (पेंटागोनल डोडेकेहेड्रल) पर कब्जा कर लेता है।[46] शोधकर्ताओं का मानना था कि महासागरों और परमाफ्रॉस्ट में CO2 हाइड्रेट्स के रूप में मानवजनित CO2 को पकड़ने की अपार क्षमता है। CO2 हाइड्रेट संतुलन वक्र को उच्च तापमान और निचले दबावों की ओर चरण आरेख में स्थानांतरित करने के लिए एडिटिव्स का उपयोग अभी भी छानबीन कर रहा है ताकि उथले उप-गहराई में CO2 के व्यापक बड़े पैमाने पर भंडारण को व्यवहार्य बनाया जा सके।[47]

यह भी देखें

  • क्लैथ्रेट
  • स्टार गठन और विकास
  • क्लैथ्रेट गन परिकल्पना

संदर्भ

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