A variety of applications have emerged for gas hydrates in industrial processes. However, to implement hydrate technologies, a fundamental understanding of their formation is required. This thesis investigates gas hydrate growth using low-dosage kinetic promoters as well as thermodynamic promoters. Two model surfactants are investigated to study the effect of kinetic promoters. Sodium dodecyl sulphate is used as a model anionic conventional surfactant and DOWFAX 8390 is used as a model anionic gemini surfactant. Results from this study show that surfactants do not significantly affect thermodynamic equilibrium and hydrate former solubility in methane hydrate systems. The promotion effect of both surfactants is studied over a range of concentrations and shows a sigmoid trend. Surfactants are found to significantly increase the gas hydrate former mole fraction during hydrate growth and are estimated to account for half of the increase in growth rate. The remainder of the growth increase is attributed to changes in the hydrate particle area. Thermodynamic promoters are investigated using semi-clathrate systems consisting of tetra-n-butylammonium bromide and water with a guest gas of either carbon dioxide or methane. Equilibrium temperature, pressure and solubility of all components are evaluated for these systems at hydrate-liquid-vapour equilibrium. These data are then used to develop and apply a kinetic model to estimate the intrinsic reaction rate constant of the carbon dioxide semi-clathrate system.

Les hydrates de gaz poss`edent une grande variété d’applications dans les procédés industriels. Une compréhension de la croissance des hydrates est nécessaire afin de réaliser ces procédés. L’objet de cette th`ese est d’examiner l’effet des promoteurs cinétiques et thermodynamiques sur la croissance des hydrates de gaz. L’enquˆete sur les promoteurs cinétiques se concentre sur deux tensioactifs typiques :​ le tensioactif conventionnel dodécylsulfate de sodium et le tensioactif gémeaux DOWFAX 8390. Les effets de ces tensioactifs sur les hydrates de méthane sont examinés. Les résultats indiquent que les tensioactifs n’affectent pas l’équilibre thermodynamique ou la solubilité du gaz qui forme l’hydrate. L’observation du taux de croissance des hydrates avec le changement de concentration de tensioactif démontre une tendance sigmo¨ıdale. La présence des tensioactifs augmente la concentration du gaz dans le liquide durant la croissance des cristaux. Cette augmentation de concentration est estimée ˆetre responsable pour la moitié de l’augmentation du taux de croissance. Le reste de l’augmentation est attribué aux changements de la superficie des particules d’hydrates. L’étude des promoteurs thermodynamiques se concentre sur l’effet du bromure de tétra-n-butylammonium pendant la formation des hydrates de dioxyde de carbone et de méthane. La température, pression et solubilité de tous les constituants sont mesurées `a l’équilibre hydrate-liquide-vapeur. Les données sont ensuite comptabilisées afin de développer un mod`ele cinétique utilisé pour estimer la constante de vitesse de réaction des semi-clathrates formés avec le dioxyde de carbone.