دانلود پایان نامه مهندسی شیمی با عنوان مدل سازی تشکیل هیدرات گازی در سیستم های شامل ترکیب بهبود دهنده ساختمان هیدرات

نیاز به گاز طبیعی در سراسر دنیا با کمترین هزینه سبب شده است که یک روش جدید برای ذخیره سازی و حمل گاز طبیعی به شکل هیدارت حضور 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 جابجا 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 نمی توانند در حضور این مواد رفتار فازی تشکیل هیدارت را با دقت بالا پیش بینی نمایند.
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. اثر حضور مواد بهبود دهنده پاراتولوئن سولفونیک اسید (pTSA) و سدیم دودسیل سولفات (SDS) در فاز مایع در دو مرحله مورد مطالعه قرار گرفته است. در مرحله اول فرض و اجزای گاز طبیعی توسط UNIFAC محاسبه می شود. برای سیستم حاوی SDS از مدل UNIFAC-IF ;i sil نیروهای سطحی تشکیل مایسل کروی را در UNIFAC لحاظ میکند، استفاده شده است. در مرحله دوم تأثیر پدیده خودتجمعی مواد افزودنی بر مدل لحاظ می شود تا اختلاف پتانسیل شیمیایی سیستم در شرایطی که این پدیده نیز در کنار تشکیلات هیدرات وجود دارد، مورد محاسبه و ارزیابی قرار بگیرد. همچنین اثر استفاده از دو معادله حالت SRK و PR جهت محاسبات فاز گاز نیز مطالعه شده است. نتایج نشان داده است که در حضور مواد افزودنی معادله حالت SRK با دقت بهتری پیش بینی های مورد نظر را انجام داده است. نتایج حاصل از مدل برای سیستم های خالص بدون هیچ ماده افزودنی، سیستم های شامل مواد بازدارنده و سیستم های شامل مواد فعال سطحی و هیدروتروپ ها به عنوان مواد بهبود دهنده با داده های تجربی موجود در مقالات مقایسه شده است و نشان داده شده است که مدل پیش بینی های نزدیکی را ارائه نموده است.

ادامه مطلب