بررسی بازدارنده های هیدرات گازی در خطوط انتقال نفت
تکنولوژی هیدرات های گازی
مقدمه:
منشا سوختهای گازی متفاوت است. برخی به طور طبیعی وجود دارند و برخی دیگر از تغییر شکل سوختهای مایع و یا جامد تهیه می شوند. سازنده ی اصلی مفید آنها هیدروژن ٬ اکسید کربن و متان است و گاهی هیدروکربورهای سنگین تر مانند اتان و پروپان نیز در آنها وجود دارد. در گاز سوختنی همواره مقداری گاز بی اثر مانند ازت و گاز کربنیک نیز موجود است. سوختهای گازی را به دو دسته سوختهای گازی طبیعی و سوختهای گازی ساختگی تقسیم می کنند. سوختهای گازی طبیعی شامل گازهای:
۱) طبیعی که از رگه های نفتی وهمراه آنها به دست می آید.
۲) گریزو که از معادن زغال سنگ متصاعد می شود و بیشتر دارای متان است. گاهی کمی اتان و گازهای بی اثر مانند CO۲ و N۲ نیز در آن وجود دارد.
سوختهای گازی ساختگی شامل انواع زیر است:
الف) گاز تقطیر زغال سنگ:
سازنده ی اصلی این گاز متان و هیدروژن است ولی مقدار کمی آن وجود دارد. قدرت گرمایی آن حدود ۴۲۰۰ تا ۴۵۰۰ کیلوکالری بر متر مکعب است. این گاز را سابقا به نام گاز روشنایی یا گاز شهر می نامیدند ولی امروزه گاز شهر محتوی گاز آب گاز فقیر گاز روغن و یا گاز طبیعی است.
ب) گاز فقیر یا گاز هوا :
این گاز از گاز کردن کک ویا زغال سنگ توسط هوا و یا مخلوط هوا و کمی بخار آب تهیه می شود. اگر فقط هوا بر روی سوخت جامد بدمند گاز حاصل محتوی CO است که به وسیله ی CO۲ و N۲ رقیق شده است و قدرت گرمایی آن نزدیک به ۱۰۰۰ کیلو کالری بر متر مکعب است. غالبا به هوای دمیده شده کمی بخار آب اضافه می کنند که در این صورت گاز حاصل محتوی مقداری هیدروژن نیز بوده و قدرت گرمایی آن به ۱۲۰۰ تا ۱۳۰۰ کیلوکالری بر متر مکعب می رسد. اگر به جای کک زغال سنگ قیر دار که غنی از مواد فرار است به کار برند قدرت گرمایی گاز حاصل به حدود ۱۵۰۰ تا ۱۸۰۰ کیلوکالری بر متر مکعب می رسد. در این صورت گاز دارای متان و بخارات گودرون که قابل فشرده شدن است می باشد.
ج) گاز آب:
از گاز کردن کک ویا زغال سنگ به وسیله ی بخار آب و یا مخلوط بخار آب و اکسیژن گاز آب حاصل می شود. این گاز محتوی CO ٬ H۲ و کمی CO۲ است و به عنوان سوخت و مخلوط با گازهای دیگر و یا به عنوان ماده ی اولیه برخی سنتز ها به کار می رود و به همین جهت آنرا گاز سنتز نیز می نامند. قدرت گرمایی آن حدود ۲۵۰۰ تا ۲۸۰۰ کیلوکالری بر متر مکعب است.
د) گاز آب کربور شده:
این گاز مخلوط گاز آب و گاز روغن است و از تبخیر مقداری از محصولات نفتی در گاز آب حاصل از گازوژن به دست می آید. محصولات نفتی در اثر حرارت تجزیه شده و مواد حاصل به گاز آب اضافه می شود. با تغییر دادن جنس مواد روغنی و شرایط کراکینگ می توان نوع محصول را کنترل کرد.
ه) گاز کوره بلند:
این گاز شبیه گاز فقیر است زیرا از اثر هوا بر کک در کوره ی بلند به وجود می ایدو مقدار هیدروژن آن بسیار کم است. قدرت گرمایی آن ۸۰۰ تا ۹۰۰ کیلوکالری بر متر مکعب است.
و) گاز تصفیه خانه نفت:
در اثر تقطیر و کراکینگ محصولات نفتی نیز گازی شبیه به گاز طبیعی به دست می اید.
گاز طبیعی :
گاز طبیعی غالبا همراه نفت است و نفت را از درون خاک به طرف چاه های استخراج می راند. هنگام بالا رفتن مخلوط نفت و گاز در چاه ها گاز آن آزاد شده و مخلوط را به بالای چاه می برد. در نفتهای که از گاز اشباع نشده اند و فقط تحت فشار آب قرار دارند مقدار گاز حل شده کمتر و در نفتهای فوق اشباع مقدار گاز بیشتر است. همچنین رگه هایی وجود دارد که فقط دارای گاز طبیعی است و نفت ندارد. قسمت اعظم گاز طبیعی از متان تشکیل شده و غیر از متان هیدروکربورهای گازی دیگر از C۲ تا C۴ با مقادیر متفاوت و همچنین هیدروکربورهای بالاتر نیز در آن وجود دارد. گاز طبیعی ممکن است خشک و یا مرطوب باشد.گازهای خشک مقداری کمتر از ۱۳.۴ سانتی متر مکعب بنزین در هر متر مکعب گاز دارا می باشند. بنزین گازهای مرطوب حدود ۴۰.۲ سانتی متر مکعب بر متر مکعب گاز است.گازهای طبیعی گاهی علاوه بر هیدروکربورها محتوی CO۲ ٬ H۲ S ٬ H۲ O ٬ O۲ ٬ N۲ و He نیز می باشند. بین این ناخالصی ها H۲ O ٬ H۲ S و CO۲ نا مطلوب هستند. مثلا آب با هیروکربورهای گازی تولید هیدراتهای متبلوری می کند که دارای ترکیب پیچیده بوده و در حین انتقال گاز به صورت بلورهایی شبیه برف ویا یخ در لوله ها و شیرها می بندد و راه عبور گاز را مسدود می کند. باید توجه داشت که بوتان نرمال و هیدروکربورهای بالاتر هیدرات جامد تشکیل نمی دهند. به همین دلیل بایستی گاز طبیعی را قبل از انتقال خشک نمایند. اگر گاز طبیعی دارای CO۲ و H۲ S باشد بایستی انها هم حذف شوند زیرا باعث خوردگی می شوند. خشک کردن باید به حدی باشد که نقطه ی شبنم گاز زیر پایین ترین درجه حرارت مسیر گاز باشد. عوامل خشک کننده به صورت مایع یا جامد مصرف می شوند. از بین خشک کننده های جامد اکسید الومینیوم فعال شده و یا بوکسیت فعال شده بیش از همه به کار می رودو نقطه ی شبنم را بیش از ۵۰ درجه سانتی گراد پایین می برد. برای تصفیه ی کردن مقادیر زیاد گاز از روش پیوسته به نام هیپرسورپسیون استفاده می کنند در این روش زغال فعال از وراء یک سری ظرف پایین می رود در ظرف اول و در اولین مرحله زغال سرد می شود سپس زغال وارد منطقه ی جذب سطحی شده و مواد مضر بر روی آن جذب سطحی می شوند. زغال از مناطق دیگری می گذرد که در آنها به تدریج هیدروکربورهای جذب شده را پس می دهد و به این طریق محصولات نسبتا خالص به دست می آید.
تکنولوژی هیدرات:
هیدرات گازی، یک جامد بلوری است که درآن مولکول های آب مولکول های گاز را احاطه کرده اند. گازهای زیادی وجود دارند که ساختار مناسبی برای تشکیل هیدرات دارند که از آن جمله می توان به دی اکسیدکربن، سولفیدهیدروژن و هیدروکربن های با تعداد کربن کم اشاره کرد.هیدرات های گازی که بیشتر در بستر دریاها تشکیل می شوند، بیشتر از نوع هیدرات متان هستند. این ماده که از آن به عنوان «یخ شعله ور» یاد می شود، دارای مقدار بسیار زیادی گازمتان و مکان تشکیل آن معمولاً رسوب کف اقیانوس ها و مناطق قطبی همیشه منجمد است. از خاصیت هیدرات می توان برای انتقال گاز نیز سود جست. شرایط تشکیل هیدرات عبارتند از: فشار و دمای مناسب، وجود مولکول آب و وجود مولکول گاز.
تعداد صفحات : 73 نوع فایل : WORD
فهرست مطالب
مقدمه
گاز طبیعی
تکنولوژی هیدرات
دلایل اهمیت هیدرات های گازی
مروری بر هیدرات های گاز
هیدرات های گاز نواحی یخ زده و قطبی
هیدراتهای گاز دریایی
ارزیابی منابع هیدرات گاز
تولید گاز از هیدراتهای گاز
فعالیتهای پژوهشی بین المللی
تاریخچه ی هیدرات ها
تاریخچه هیدرات گازی
تخمین نادرست میزان ذخایر گازمخازن
تکنولوژی تبدیل گاز طبیعی به هیدراتهای گازی جهت انتقال
هیدراتهای گازی چگونه و کجا تشکیل می شوند
اثرات مخرب هیدراتهای گازی در دریاها
تحقیقات جهانی هیدراتهای گازی
توپی های هیدرات
بازدارنده ها
بررسی پدیده هیدرات و بازدارنده های هیدرات در صنایع نفت
روش های جلوگیری از تشکیل هیدرات گازی
انواع بازدارنده ها
بازدارنده های ترمودینامیکی
بازدارنده های سنتیکی
بازدارنده های ضد کلوخه ای شدن (تجمعی)
طرح سامانه پایش دقیق بازدارنده های تشکیل هیدرات در خطوط لوله انتقال
گاز به منظور جلوگیری از انسداد خطوط لوله
عدد هیدرات
تأثیر بازدارنده ها بر فرآیند تشکیل هیدرات
بررسی فرآیند
ﭼﻜﻴﺪه
ﻣﻘﺪﻣﻪ
(تأثیرات بازدارنده ها در تشکیل هیدرات)
معادلات
روش همر اشمیت
معادله واندروالس
محاسبه فعالیت آب در محلول های بازدارنده شامل الکل ها
مدل مشفقیان و مدکس
محاسبه فعالیت آب در محلول الکترولیت ها
معادله جوانمردی و مشفقیان
محاسبه فعالیت آب در محلول الکل ها و الکترولیت ها
دمای تشکیل هیدرات در حضور الکترولیت ها و یا الکل ها
عوامل مهم مؤثر در محلول های بازدارنده هیدرات شامل نمک ها و مواد آلی
محلول
تأثیر نوع بازدارنده ها
معادله جدید
شبکه عصب مصنوعی
شبیه سازی شبکه عصب مصنوعی با استفاده از نرم افزار مطلب
طراحی شبکه عصب مصنوعی تابع پایه شعاعی (RBF)
طراحی شبکه عصب مصنوعی چند لایه پرسپترون (MLP)
نتایج حاصل از شبیه سازی شبکه عصب مصنوعی مدل های RBF و MLP 54
ﺑﺤﺚ و پیشنهاد
نتیجه گیری و جمع بندی
منابع
بررسی بازدارنده های هیدرات گازی در خطوط انتقال نفت
