مشاوره تخصصی پایان نامه - مشاوره پایان نامه - پایان نامه

energy-markets
بازار برق ایران
آبان ۲۳, ۱۳۹۵
ethikmind1
بررسی نقش عقل و اخلاق از دیدگاه اسلام
آبان ۲۳, ۱۳۹۵
نمایش همه

عوامل بازدارنده و تسریع کننده تشکیل هیدرات گازی

An example of burning hydrates

An example of burning hydrates

چکیده
هیدرات، ترکیبی برفک مانند از آب و گاز طبیعی است که در دمای بالاتر از نقطه انجماد آب و فشار بالا تشکیل می شود. علی رغم ارزش بالای آنها در تولید انرژی در قرن حاضر، تشکیل آنها در خطوط انتقال گاز موجب افزایش افت فشار و انسداد و نهایتاً انفجار در خطوط لوله جریان می شود. به طور کلی، تشکیل هیدرات به شرایط عملیاتی از قبیل فشار، دما، نوع سیال بستگی دارد. از آنجا که یکی از روش های مؤثر در تولید گاز طبیعی تجزیه هیدرات گازی تشکیل شده در مخازن است. از اینرو روش های تجزیه این ترکیبات مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به استفاده های بهینه از هیدرات گازی، استفاده از بهبود دهنده ها جهت تسریع و بازدارنده ها برای به تعویق انداختن تشکیل هیدراتها در این مطالعه مد نظر قرار گرفته شده است. همچنین شرایط تشکیل هیدرات، شرایط پیش برندگی و بازدارندگی تشکیل هیدرات گازی مورد مطالعه قرار گرفته است.
      کلمات کلیدی: هیدرات گازی، شرایط تشکیل، بازدارنده، تسریع کننده

مقدمه
هیدرات های گازی، شبکه های بلوری هستند که از پیوستن مولکول گازهای سبک به عنوان مهمان و مولکول های آب به عنوان میزبان در اثر پیوند هیدروژنی ساختاری سه بعدی پدید می آورند که دارای حفره هایی برای اقامت مولکول های مهمان هستند. ساختار هیدرات، به دلیل اثر نیروهای متقابل فیزیکی بین مولکول های گازهای محبوس شده و مولکول های آب پایدار می شود. این ساختار به شاخه ای تعلق دارد که کلاترات[۱] نامیده می شود. کلاترات از لحاظ ترمودینامیکی یک محلول جامد است[۱]. همه مولکول های گازی قادر به تشکیل هیدرات نیستند و تنها مولکول هایی قادر به ایجاد مولکول هیدرات هستند، که از نظر اندازه کوچک بوده و بتوانند در این حفره ها جای گیرند. گاز طبیعی معمولاً شامل گازهایی نظیر متان، اتان، پروپان، ایزوبوتان، دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن است که همگی آنها توانایی تولید کریستال هیدرات را دارند. همچنین گازهای دیگری نظیر نئون، آرگون، کریپتون، گزنون، نیتروژن و اکسیژن و یا هیدروکربوری نظیر سیکلوپروپان نیز قادر به ایجاد کریستال هیدرات می­باشند[۲]. اهمیت یافتن هیدرات های گازی در صنایع نفت و گاز  به دهه ۱۹۳۰ میلادی باز می گردد که تشکیل هیدرات های گازی موجب مسدود شدن خطوط انتقال گاز طبیعی در مناطق قطبی می شد و مشکلاتی برای این صنعت به وجود آورد. در اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی هیدرات های گازی طی عملیات حفاری دریای عمیق در قسمت مکزیکو، از رسوبات بستر دریا بازیافت شد و از آن پس بازیافت هیدرات های گازی طی حفاری های دریای عمیق از رسوبات قسمت های شیب قاره­ای اقیانوس­های آرام و اطلس نیز صورت گرفت. از آنجا که تشکیل هیدرات در لوله های انتقال گاز عامل مزاحمی به شمار می رود، لذا مطالعات متعددی در خصوص شرایط تشکیل هیدرات و پیش بینی این شرایط با استفاده از مدلهای ترمودینامیکی صورت گرفته است. لذا امروزه به خوبی می توان شرایط تشکیل هیدرات را پیش بینی کرد. در عوض چون تولید هیدرات کمتر مد نظر بوده، مطالعات در جهت بازدارندگی تشکیل هیدرات سوق داده شده و کمتر شرایط تولید و عوامل مؤثر بر آن مورد مطالعه قرار گرفته است. تنها در دو دهه اخیر مطالعات متعددی در خصوص سینتیک تشکیل هیدرات گازی به دلیل اهمیتشان به عنوان پتانسیل تأمین سوخت انرژی آینده[۳]، مسدود کردن خطوط انتقال گاز و چاه ها[۴]، خطرات حفاری[۵]، ناپایداری بستر دریا[۶]، اثر گلخانه ای گاز موجود در ساختار هیدرات و افزایش دمای کره زمین[۴]، صورت گرفته است. هیدراتهای گازی در حال حاضر، در حکم یکی از منابع تأمین سوخت جهان در قرن جاری در نظر گرفته می شود[۷].
هیدرات گازی
هیدرات های گازی شبکه جامد و بلوری از مولکول های آب هستند که با پیوند هیدروژنی به یکدیگر متصل شده و مولکول های گازی با وزن مولکولی کم را در خود حبس کرده اند. نوع این گازها بستگی به ترکیب گازی محیط تشکیل دارد. متان با منشأ ترموژنتیک و بیوژنیک معمولترین گاز ذخیره شده در هیدرات های گازی است که نزدیک به ۹۹% گازهای تشکیل دهنده هیدرات های گازی را تشکیل می دهد. هیدرات های گازی تفاوت زیادی با یخ دارند. بر خلاف یخ تحت شرایط فشار زیاد، در دمای بالای صفر درجه سانتیگراد نیز تشکیل می شوند[۸].
تشکیل هیدرات گازی
تکنولوژی تولید هیدرات گازی جهت انتقال گاز طبیعی در اوایل دهه ۹۰ میلادی توسط گودمانسن و همکارانش از دانشگاه نروژ ابداع شد. این تکنولوژی راه حلی مناسب برای انتقال گاز مخزنی است که دارای مقدار کم تا متوسط گاز باشد. سیکل هیدرات سه مرحله را شامل می شود:
  • تولید هیدرات؛
  • انتقال و
  • تجزیه هیدرات.
از جمله مسائل مهم تولید یا تجزیه هیدرات، سینتیک تشکیل یا تجزیه آن است که امروزه مورد توجه محققین قرار گرفته است. همچون سایر فرایندهای کریستالیزاسیونف برای تشکیل هیدرات نیز می بایست ابتدا هسته ها تشکیل شوند. برای تشکیل هسته نیز باید غلظت گازی که قرار است کریستال هیدرات را در آب درست کند از میزان تعادلی آن فراتر رفته و به غلظت فوق اشباع برسد[۹].
[۱] Clathrate

متن پیش رو گوشه ای از مقاله انجام شده توسط مشاوران گروه می باشد. در صورت درخواست مشاوره، تدوین و تهیه مقاله فنی و مهندسی برای شرکت در همایش، مجلات isi، isc و … پروپوزال و پایان نامه درخواست خود را ثبت نمایید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *