نیازبه گاز طبیعی در سراسر دنیا با کمترین هزینه سبب شده است که یک روش جدید برای ذخیره سازی و حمل گاز طبیعی به شکل هیدرات ظهور یابد. یکی از مهمترین خواص هیدرات که آن را برای این کاربرد بسیار مورد توجه قرار داده است، نسبت گاز به جامد بالا در آن است. اما مشکل اساسی استفاده از هیدرات در صنعت سرعت تولید پایین آن است. برای رفع این مشکل، افزودن مواد بهبود دهنده توسط محققین بسیاری پیشنهاد شده است .
این مواد می توانند حجم گاز محبوس شده در شبکه هیدرات را افزایش داده، سبب بهبود سرعت تشکیل آن شده و شرایط ترمودینامیکی تشکیل آن را نیز جابه جا نمایند. به طوریکه هیدرات در دمای مورد نظر در فشار پایین تری تشکیل شود . تاکنون استفاده از مواد فعال سطحی و هیدروتروپ ها به عنوان مواد بهبود دهنده پیشنهاد شده است.
رفتار فازی سیستم در حضور این مواد نسبت به حالت آب خالص دستخوش تغییر می شود. مدل های ترمودینامیکی موجود نمیتوانند در حضور این مواد رفتار فازی تشکیل هیدرات را با دقت بالا پیش بینی نماید.
هدف از این تحقیق، اصلاح مدل ترمودینامیکی موجود جهت پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات، در حضور مواد بهبود دهنده می باشد. در این تحقیق اصلاحاتی بر آخرین مدل پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات در حضور مواد بهبود دهنده صورت پذیرفته است، تا مدل پیشگوتری حاصل شود.
» فهرست مطالب:
فصل اول: هیدرات گاز
1-1-مقدمه
2-1-تاریخچه
3-1-ساختارهای هیدرات
1-3-1-حفرات تشکیل دهنده هیدرات
1-1-3-1-دوازده وجهی با سطوح پنج ضلعی
2-1-3-1-چهارده وجهی
3-1-3-1-شانزده وجهی
4-1-3-1-دوازده وجهی غیر منتظم
5-1-3-1-بیست وجهی
2-3-1-ساختار I
3-3-1-ساختار II
4-3-1-ساختار H
4-1-رفتار فازی تشکیل هیدرات
5-1-فرآیند تشکیل و تجزیه هیدرات
6-1-شرایط تشکیل هیدرات و ویژگی عمومی مولکول های مهمان
1-6-1-طبیعت شیمیایی مولکول های مهمان
2-6-1-بررسی هندسی مولکول های مهمان
7-1-هیدرات به عنوان معضلی در صنعت نفت و گاز
8-1-فواید هیدرات گازی
1-8-1-حمل و ذخیره سازی گاز طبیعی توسط هیدرات
فصل دوم: بهبود شرایط تشکیل هیدرات گازی
1-2-مقدمه
2-2-مواد بهبود دهنده
1-2-2-مواد فعال سطحی
1-1-2-2-تشکیل مایسل توسط مواد فعال سطحی
2-2-2-هیدروتروپ ها
3-2-اثر مواد بهبود دهنده بر فرآیند تشکیل هیدرات
1-3-2-مکانیزم تأثیرگذاری مواد بهبود دهنده
4-2-مروری بر مطالعات قبلی
فصل سوم: اصلاح مدل ترمودینامیکی پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات در سیستمهای شامل مواد بهبود دهنده
1-3-مقدمه
2-3-مدل ترمودینامیکی وندروالس- پلاتیو
1-2-3-محاسبه اختلاف پتانسیل شیمیایی آب در شبکه هیدرات توخالی و پرشده
1-1-2-3-محاسبه فوگاسیته اجزای فاز گاز
2-2-3-محاسبه اختلاف پتانسیل شیمیایی آب در فاز مایع و شبکه هیدرات توخالی
3-2-3-الگوریتم محاسبات پیشبینی شرایط تشکیل هیدرات مخلوط گازی
3-3-اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور مواد افزودنی
1-3-3-اثر حضور مواد بازدارنده
1-1-3-3-مدل عمومی UNIFAC برای محاسبه ضریب اکتیویته
2-3-3-اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور مواد بهبود دهنده
1-2-3-3-اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور هیدروتروپ pTSA
2-2-3-3-اصلاح مدل ترمودینامیکی در حضور ماده فعال سطحی SDS
فصل چهارم: بحث و تفسیر نتایج
1-4-نتایج پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستم خالص
2-4-نتایج پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستم های حاوی ماده بازدارنده
3-4-نتایج پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستم های حاوی بهبود دهنده pTSA
1-3-4-تأثیر حلالیت اجزای گازی در فاز آب در حضور pTSA بر ضریب اکتیویته آب
2-3-4-تأثیر غلظت ماده افزودنی
3-3-4-پیش بینی نقطه تشکیل هیدرات در دمای بالا
4-3-4-مقایسه کارآیی استفاده از معادلات حالت
3-4-نتایج پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات برای سیستم های حاوی بهبود دهنده SDS
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادها
1-5-نتیجه گیری
2-5-پیشنهادها
منابع
