دانلود پایان نامه کریستالهای هیدرات

اختصاصی از حامی فایل دانلود پایان نامه کریستالهای هیدرات دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

کریستالهای هیدرات   یا هیدرات گازی  ، محلولهای جامدی   هستند که درساختمان آنها مولکولهای  آب باهم پیوند هیدروژنی تشکیل داده و موجب پیدایش فضاهایی  خالی می شوند. دردما و فشار خاص مولکولهای مختلف والبته ازنظر اندازه مناسب
می توانند دراین فضاها جای گیرند وکریستال هیدرات را تولید کنند. دراین نوع کریستال ها هیچ نوع پیوند شیمیایی بین مولکولهای آب ( میزبان ) و مولکولهای گاز محبوس شده  ( مهمان ) بوجود نمی آید  وپایداری کریستال هیدرات تحت تأثیر پیوند هیدروژنی بین مولکولهای میزبان ونیروهای واندروالس که بین مولکولهای میزبان – مهمان بوجود می آید. قرار دارد.
آب وانواع هیدروکربورها در طبیعت به فراوانی یافت می شوند ، می دانیم که عموماً هیدروکربورها در یک محیط آبی بوجود آمده اند ودر مخازن هیدروکربوری ، آب وهیدروکربورها به حال تعادل وجود دارند. اساساً آب وهیدروکربورها غیر قابل امتزاج تلقی می گردند ولی درعمل مقدار بسیار کمی از هیدروکربن ها می توانند درآب حل می شوند. دربعضی موارد ، میزان حلالیت بقدری ناچیز است اندازه گیری مقدار آن مقدور نیست ولی همین مقدار ناچیز هیدروکربور در آب ( ویا وجود مقدار کمی آب در یک فاز هیدروکربوری) می تواند درشرایط مناسب موجب پیدایش کریستال هیدرات گردد.
تشکیل کریستالهای هیدرات در بخشهای مختلف نفت وگاز ، از قبیل حفاری ، تولید ، انتقال و فرآیندهای پایین دستی گزارش شده است . هرجا که پیدایش کریستال هیدرات موجب توقف تولید می شود تشکیل کریستال هیدرات به عنوان یک عامل منفی و مزاحم مطرح می گردد ، ولی امروزه مخازن بزرگ هیدرات حاوی متان کشف شده اند که به عنوان منبع جدید انرژی در آینده محسوب می گردند ، گزارش ها نشان می دهند که با افزایش دمای کره زمین این کریستالها تجزیه شده و باعث آزاد شدن متان وتشدید اثر گلخانه ای می شوند. ازسوی دیگر امروزه انتقال گاز توسط کریستال هیدرات به عنوان یک روش ارزان وایمن انتقال گاز مطرح شده است. گزارش ها نشان می دهند که هر متر مکعب کریستال هیدرات می تواند 150 متر مکعب گاز در شرایط استاندارد را درخود حبس نماید.

3-3-2پیدا کردن نقطه شبنم 26
3-3-3 تبخیر ناگهانی 26
3-4محاسبات تعادلی در سیستم های حاوی کریستال هیدرات 26
3-5 مدلهای پیش بینی شرایط تشکیل کریستالهای هیدرات28
3-5-1 روش های تجربی 28
3-5-1-2 استفاده از ضرایب توزیع30
3-5-2 مدل های ترمودینامیکی 34
3-5-2-1 محاسبات تبخیر ناگهانی چند فازی 34
3-5-3 الگوریتم پایداری ترمودینامیکی55
فهرست مطالب
عنوان  صفحه
فصل چهارم
4- سرعت رشد کریستالهای هیدرات58
4-1 زمان تأخیر 58
4-2 مدل لکوام برای توصیف رشد کریستال هیدرات 63
4-3 مدل لکوام  برای توصیف رشد کریستال هیدرات 64
4-4 مدل ناریتا برای توصیف رشد کریستال هیدرات69
4-5 مد ل اسلوان  برا ی توصیف رشد کریستالهای هیدرات72
4- 6 مدل بورگمایر برای توصیف سرعت فرایند تولید کریستال هیدرات75
4-7 مدل گیلارد برای توصیف رشد کریستال هیدرات 76
فصل پنجم
5 – فرایند تولید و رشد کریستال هیدرات 80
5-1 تعادل 80
5-2 فرایند تولید کریستال هیدرات 83
5-2-1 جذب گاز 83
5-2-2 تولید کریستالهای هیدارت 88
فهرست مطالب
عنوان صفحه
5-2-3 نیرو محرکه 92
5-2-3-1 نیرو محرکه موثر بر کریستالیزاسیون یک ماده خالص 93
5- 2-3-2 نیرو محرکه موثر بر تولید کریستال هیدرات 95
5-2-4 روشهای تولید کریستال هیدرات 97
5- 3 سرعت رشد کریستال هیدرات 99
5-3-1 توصیف سرعت رشد کریستال هیدرات بر اساس انتفال جرم 100
5-3-1-1 نفوذ گاز A  در توده مایع بسمت کریستال 101
5-3-1-2 موازنه جرم برای توده مایع 104
5-3-1-3-ارزیابی مدل 105
5-4- توصیف رشد کریستال هیدرات بر اساس پدیده انتقال حرارت 109
نتیجه گیری 116
منابع و مآخذ 122

شامل 130 صفحه فایل word

دانلود پایان نامه هیدرات های گازی و کاربرد آن

اختصاصی از حامی فایل دانلود پایان نامه هیدرات های گازی و کاربرد آن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نوع فایل : word 

تعداد صفحات : 41

چکیده :

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

فهرست :

هیدرات گازی........................................ ............................................................................5

اساس هیدرات گازی...................................... ...................................................................................5

تاریخچه هیدرات گازی................................... .............................................................7

دوره اول......................................... .....................................................................................................7

دوره دوم........................................... .............................................................................................................8

دوره سوم....................................... .................................................................................8

فرآیند تشکیل و تجزیه هیدرات.................................. .....................................................................9

شرایط تشکیل هیدرات................................ ...................................................................................10

ساختار های هیدرات......................... ...................................................................................11

حفرات تشکیل دهنده هیدرات................................ ..........................................................................................12

ساختارI............................................................................................ ...... .......................12

ساختار II......................................................... ...................................13

ساختار H.................................... ........................ ......................................................................14

روش های جلوگیری از تشکیل هیدرات............................................. ......................................................17

انواع بازدارنده ها.................................................. ............................................................................................18

بازدارنده ترمودینامیکی........................ ............................................................................................................18

بازدارنده سینتیکی................... ..........................................................................................................................19

بازدارنده ضد کلوخه ای شدن (تجمعی)................................ ........................................................................20

بازدارنده دو منظوره.................... ......................................................................................................................21

پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات....................................... .......................................................21

کاربرد های هیدرات................................ ................................................................................................................22

هیدرات به عنوان منبع عظیم گاز طبیعی................................. ............................................................................................22

جذب دی اکسید کربن از هوا............................ .............................................................................................................23

فرآیند جداسازی گاز از مخلوط گاز ها............................................. ................................................................................23

ذخیره سازی و انتقال گاز طبیعی................................. .................................. ...................................24

نمک زدایی از آب دریا................................................... ........................... ..................................................25

ذخیره گاز متان.............................................................. ............................... .................................25

مزایای نمک زدایی از آب دریا با استفاده از تشکیل هیدرات.........................................................................................................26

ضرورت و هدف از انجام پروژه....................................................... ................................................................26

منابع........................................... ...........................................................................................................27

پروژه بررسی اثر افزودنی های سنتیکی به هیدرات گاز طبیعی

اختصاصی از حامی فایل پروژه بررسی اثر افزودنی های سنتیکی به هیدرات گاز طبیعی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:78

فهرست مطالب:
عنوان                                              صفحه

فصل اول:
        مقدمه                                     1
فصل دوم:
        هیدرات                                 2
فصل سوم:
        نیرو محرکه برای تشکیل هیدرات                     23
فصل چهارم:
        استفاده از هیدرات برای ذخیره سازی و انتقال گاز             57
فصل پنجم:
        نتایج                                     77

منابع                                             78

فصل اول: مقدمه
به علت دما و فشار لایه های زیر زمینی در اعماق زمین منابع هیدروکربونی فراوانی به صورت هیدرات موجود است.هیدرات های اعماق زمین به عنوان منابع انرژی آینده مورد مطالعه قرار گرفته اند. این حجم زیاد ذخیره شده به این دلیل است که یک حجم واحد از هیدرات متان 184مرتبه بیشتر از همان حجم گاز، متان دارد. تخمینهای انجام شده برای تعیین میزان ذخایر گاز طبیعی به شکل هیدرات، ارقام بسیار بزرگی را نشان می‌دهد. امروزه هیدرات به عنوان یک منبع انرژی مهم جهت جایگزینی سوختهای دیگر مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. تحقیقات اخیر بیشتر بر روی کاربرد هیدرات متمرکز شده اند. اخیراً هیدرات به عنوان یک منبع ذخیره گاز طبیعی و یک راه مناسب و مطمئن برای انتقال گاز طبیعی در نظر گرفته می شود. ولی، قسمت اعظم هزینه فرآیند انتقال گاز توسط هیدرات مربوط به تولید هیدرات است. فشار بالای تشکیل هیدرات و سرعت پایین آن از مشکلاتی است که صنعتی شدن این فرآیند را با مشکل مواجه کرده است. همچنین افزایش پایداری هیدرات تشکیل شده جهت ذخیره سازی و انتقال آن از دغدغه های محققین بوده است. در چند سال اخیر ایده استفاده از مواد افزودنی جهت تسریع تشکیل هیدرات و افزایش پایداری آن مطرح شده است.

2-1- مقدمه هیدرات
هیدرات ها بخشی از کلاتریتهای جامد شناخته شده هستند. آنها ذرات کریستالی غیر استوکیومتری هستند و زمانی که پیوند هیدروژنی مولکول های آب فضاهایی را تشکیل می دهند که بتوانند توسط مولکول های مهمان پر شود، پدید می آیند. مولکول هایی که می توانند این فضاها را پر نمایند می توان از هیدروکربن های سبک، دی اکسید کربن، آرگون، کریپتون و زنون نام بردگاز طبیعی و نفت خام بطور طبیعی در مخازن زیرزمینی با آب در تماس می‌باشند. همانطو که ذکر شد، مولکولهای آب بخاطر داشتن پیوندهای هیدروژنی قوی، با بوجود آوردن حفره هایی، تشکیل ساختمان شبه شبکه ای را می‌دهد. این ساختمان شبه شبکه ای که بعنوان شبکه هیدرات خالی شناخته می‌شود، ناپایدار بوده، ولی در حضور اجزاء گاز طبیعی با قطرهای مولکولی کوچکتر از قطر حفره ها می‌تواند به یک ساختمان پایدار تبدیل شود. این ماده کریستالی شبه یخ بعنوان هیدرات گاز طبیعی شناخته می‌شود [7-1]. هیدارتهای گازی، ترکیباتی کریستالی جامد است که شبیه برف یا یخ سست بوده و فرمول عمومی آنها بصورت nG+mH2O می باشد که n تعداد مولکول های گازH  و m تعداد مولکول های آب است. نسبت m/n که به عدد هیدرات معروف است نشان دهنده تعداد مولکول های آب به ازای هر حفره از هیدرات می باشد.بر خلاف هیدرات نمک ها که دارای ترکیب و استوکیومتری مشخص هستند، هیدرات گازی جامد غیر استوکیومتری است و بسته به شرایط تشکیل، ترکیب آن متفاوت است. این امر به این دلیل است که در شرایط مختلف دما و فشار و ترکیب گاز، تعداد حفره هایی که توسط گاز اشغال می شوند، متفاوت می باشند. نشان داده شده است که حفره های بزرگ بیش از 95 درصد و حفره های کوچک حدود 50 درصد اشغال می شوند[2]. بعنوان مثال فرمول عمومی هیدرات متان بصورت 8G+46H2O است یعنی 46 مولکول آب  می توانند 8 حفره را بوجود آورند. بنابراین در این نوع هیدرات عدد هیدرات 75/5 می باشد[8]. در مجموعه ای از فرآیندهای موجود در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی پدیده تشکیل هیدارتهای هیدروکربن ممکن است بوجود آید که می‌تواند باعث گرفتگی خطوط لوله و دستگاه ها شده و سبب عوارضی چون انفجار در پشت شیرهای کنترل ‌گردد. وجود بخار آب در گاز طبیعی همواره منبع مزاحمت در صنعت گاز طبیعی در اندازه گیری و انتقال گاز بوده است و یکی از مشکلات عمده، قطع سرویس بخاطر مایع شدن و سرانجام انجماد آب در سیستم می‌باشد. ماده جامدی که در خط لوله جمع گشته و در ظاهر شبیه برفک می باشد، در اثر حرکت گاز در خط لوله، در نقاط پست و کوتاه جمع و فشرده شده و نهایتاً تمام خط لوله را مسدود می‌کند. این انجماد معمولاً در دماهای زیر صفر یا ترکیبی از دماهای پایین همراه با نوسانات فشار می‌شود رخ می‌دهد که دومی باعث میعان و تبخیر متناوب هیدروکربنهای فرارتر مثل پروپان و بوتان می‌شود. پدیده تشکیل هیدرات همیشه نامطلوب نبوده بلکه بعنوان یک روش جهت نمک زدایی و شیرین کردن آب ازآن استفاده می شود. استفاده صنعتی از هیدارتهای گازی شامل موارد زیر می‌باشد:
الف- شیرین نمودن آب دریا
ب- جدا کردن گاز دو جزئی یا چند جزئی و مخلوطهای مایع
ج- ذخیره سازی گازها
در این موارد می توان به مباحث Desalination و مرجع P.DHOLABHAI مراجعه نمود[9].اصولاً دماهای پائین و فشارهای نسبتاً بالا در تشکیل هیدراتها سهم قابل ملاحظه ای دارند و برای تشکیل هیدراتها مناسبند. هیدارتهای تشکیل شده از مولکول گاز های دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن شامل آلکانهای سبک گاز طبیعی نظیر متان، اتان، پروپان و ایزوبوتان نیز می‌باشند.
تشکیل هیدرات گازی در خطوط لوله گاز طبیعی بستگی به فشار، دما و ترکیب مخلوط بخار آب-گاز دارد و بعد از اینکه این شرایط کامل شد، تشکیل هیدراتها توسط سرعتهای بالای جریان گاز، نوسانات فشار یا تلقیح یک کریستال کوچک هیدرات، سریعتر می‌شود. در شرایط تعادلی هیدراتها، بخاطر پائین بودن فشارشان، آب بیشتری از فاز بخار خارج می‌شود[2]. نقطه ذوب هیدارتهای ترکیب شده در مخلوط گاز طبیعی بستگی به فشار دارد و در فشار Psia 110 از حدود  34 تا حدود  60 در فشار Psia 800 تغییر می‌کند. همچنین هیدارتهای دیگری که تحت عنوان هیدارتهای دوگانه نامیده می شوند، مورد بررسی قرار گرفته‌اند. این هیدراتها در واقع حالت خاصی از هیدرات های ترکیبی هستند. هنگامیکه یک ماده تشکیل دهنده هیدرات بصورت یک گاز منفرد نباشد، بلکه بصورت مخلوطی از گازها یا مایعات آلی فرار باشد، هیدراتی که تشکیل می گردد بصورت یک محلول بوده که ترکیب آن در طی ذوب تغییر می نماید. هیدارتهای گازی در جائیکه ترکیبات گازی ذکر شده، در دماهای زیر  35 در تماس با آب قرار گیرند، ممکن است تشکیل شوند. بنابراین ضروری بنظر می رسد که شرایط تشکیل هیدرات هنگام طراحی واحدهای جداسازی و خطوط لوله برای استفاده در صنعت نفت و گاز مورد ملاحظه و مطالعه قرار گیرند. هیدرات های اعماق زمین به عنوان منابع انرژی آینده مورد مطالعه قرار گرفته اند. به علت دما و فشار لایه های زیر زمینی در اعماق زمین منابع هیدروکربوری فراوانی به صورت هیدرات موجود است. این حجم زیاد ذخیره شده به این دلیل است که یک حجم واحد از هیدرات متان 184مرتبه بیشتر از همان حجم گاز، متان دارد. تخمینهای انجام شده برای تعیین میزان ذخایر گاز طبیعی به شکل هیدرات، ارقام بزرگ و در عین حال غیرقطعی را نشان می‌دهد. امروزه هیدرات به عنوان یک منبع انرژی مهم جهت جایگزینی سوختهای دیگر و همچنین به عنوان یک روش برای حمل‌ونقل آسانتر و ارزانتر گاز طبیعی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. حجم ذخایر هیدرات گازی در لایه های زمین 1024/1تا 1044/3 تریلیون متر مکعب و در اعماق اقیانوسها 1031/3  تا 1066/7  تریلیون متر مکعب تخیمن شده است[10]. ین ذخیره انرژی حداقل دو برابر میزان سوخت های فسیلی احتراق پذیر در روی زمین را در خود نگه داشته است[13-11]. چگونگی استخراج گاز طبیعی از این میادین بصورت ایمن و اقتصادی، نیازمند داشتن آگاهی های ترمودینامیکی و سینتیک تشکیل و تجزیه هیدرات است. تمامی روشهای مشهور تجزیه هیدرات بر اساس تغییر و انتقال تعادل ترمودینامیکی در سیستم سه فازی (آب- هیدرات-گاز) استوار است[2].
1- افزایش دمای سیستم به دمای بالاتر از نقطه تشکیل هیدرات در یک فشار معین.
2- کاهش فشار سیستم به فشار پایینتر از فشار تشکیل هیدرات در یک دمای معین.

مقاله هیدرات های گازی

اختصاصی از حامی فایل مقاله هیدرات های گازی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:39

فهرست مطالب:

چکیده:
مقدمه :  
تعریف:
 تاریخچه:
گاز طبیعی :
تکنولوژی هیدرات:
دلایل اهمیت هیدرات های گازی:
هیدرات ها :
هیدرات های گاز نواحی یخ زده و قطبی:
هیدراتهای گاز دریایی:
ارزیابی منابع هیدرات گاز:
هیدراتهای گازی جایگزینی برای نفت و گاز:
حوادث خطوط اصلی انتقال:
حوادث ایستگاه های تقویت فشار:
حوادث شبکه های گازرسانی :
نشت یابی و کنترل آن :
گازیاب ها :
۱) ) گازیاب های دستی و قابل حمل:
گازها و مواد خطرناک تاسیسات گازی :
هیدروژن سولفوره :

ترکیبات گوگردی :
اکسیدهای کربن :
۲) ) منوکسید کربن:
مرکاپتان ها:
تزریق گاز :
روش مستقیم:
روش غیر مستقیم:
اصول ایمنی در تزریق :
تکنولوژی تبدیل گاز طبیعی به هیدراتهای گازی جهت انتقال :
تحقیقات جهانی هیدراتهای گازی  :
استخراج گاز :
ترکیبات گاز طبیعی خام :
مشخصات و مزیتهای گاز طبیعی :
تفکیک گاز و نفت :  
۲) ) حذف دی اکسیدکربن و سولفور :
روش های نامعمول استخراج گاز :
فعالیتهای پژوهشی بین المللی :
نتیجه گیری :
تشکر و قدردانی:
منابع:

چکیده:

  ذخایر نفت و گاز یکی از مهمترین منابع تامین انرژی جهان هستند در این مقاله در ابتدا با ارائه مطالبی درباره گاز و، ضمن معرفی "هیدرات گازی" و ارایة تاریخچه‌ای در مورد آن، به بیان اهمیت و مخاطرات احتمالی آن پرداخته شده است و گذر کوتاهی بر یکی از جایگزین های احتمالی نفت و گاز یعنی هیدرات گازی داشته ایم.


مقدمه :                                                                                                                     
  ذخایر نفت و گاز یکی از مهمترین منابع تامین انرژی جهان هستند.فراورده های پتروشیمی هم اهمیت این دو را صد چندان میکنند.ولی این ذخایر تا چه مدت دوام خواهد داشت؟ آیا روزی تمام خواهند شد؟اگر این اتفاق بیفتد  چه باید کرد؟ آیا جایگزینی برای این دو وجود دارد ؟هر روز که می گذرد شواهد بیشتری را به همراه می اورد که ما در حال روبرو شدن با یک اضطرار جهانی هستیم . اضطرار تمام شدن ذخایر نفتی جهان که مسلما" جهان را در بحران فرو خواهد برد .البته نفت به  یکباره تمام نخواهد شد بلکه تولید نفت مطابق یک منحنی زنگوله ای شکل تغییر خواهد کرد. ابتدا تولید نفت افزایش می یابد و پس از گذر از راس منحنی ( پیک) سیر کاهشی می یابد .  این مقاله گذر کوتاهی بر یکی از جایگزین های احتمالی نفت و گاز یعنی هیدراتها داشته ایم.امیدوارم این مقاله بتواند اطلاعات خوبی در زمینه ی هیدراتهای گازی دراختیار شما قرار دهد و اغاز خوبی برای مطالعات بعدی باشد.

پایانامه جلوگیری از پدیده های هیدرات و طراحی

اختصاصی از حامی فایل پایانامه جلوگیری از پدیده های هیدرات و طراحی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مقدمه...........................................................................9

فصل اول: شرح فرآیند......................................................12

فصل دوم: آبزدائی...........................................................17

روشهای آبزدائی.............................................................18

آبزدائی بوسیله جذب........................................................18

آبزدائی توسط جذب سطحی...............................................24

آلومینای فعال شده...........................................................25

سیلیکاژل.....................................................................25

غربالهای مولکولی..........................................................25

آبزدائی توسط تراوائی گاز................................................26

فصل سوم: بازیافت مایعات هیدروکربوری............................28

برش های مایع گاز طبیعی...............................................29

افت فشار....................................................................29

انبساط بستر................................................................31

نگهدارنده بستر............................................................33

فصل چهارم: معادلات طراحی برجهای خشک کننده................34

ظرفیت ماده خشک کننده................................................35

طول ناحیه جذب..........................................................35

رطوبت جذب شده در هر سیکل.......................................36

مدت نم زدائی...........................................................37

دبی مجاز گاز...........................................................39

فصل پنجم: محاسبات برجهای نم زدائی............................41

محاسبات احیاء.........................................................43

بدنه فولادی برج خشک کننده........................................44

عوامل حرارتی........................................................44

بار حرارتی هیتر گاز احیاء.........................................47

بار حرارتی کندانسور گاز احیاء....................................48

فصل ششم: برآورد اقتصادی.......................................49

تئوری.................................................................50

اپتیمم کردن پروژه از نظر اقتصادی..............................51

تعیین قیمت هر وسیله...............................................57

تغییر مبنا.............................................................58

برآورد محاسباتی بصورت پارامتری از واحد نم زدائی.......59

تخمین قیمت دستگاهها در زمان حال.............................68

نتیجه..................................................................73

منابع و مآخذ.........................................................74

Ǻ                      درجه انگستروم

ppm                  درصد حجمی ، یک قسمت در یک میلیون قسمت

Mpa                  واحد فشار ، مگا پاسکال

NGL                 مایعات گاز طبیعی

LPG                  گاز مایع شامل پروپان و بوتان ها

ΔP / L               افت فشار بر واحد طول بستر

Ct                     ضریب افت فشار

Dp                     قطر مؤثر ذره

ft                       ضریب اصطکاک

Dc                      قطر استوانه ای ذره

Le                      طول استوانه ای ذره

Vm                     حداقل سرعت ظاهری گاز

Vg                      سرعت ظاهری گاز

ρg                       دانسیته گاز

ρB                      دانسیته ذرات خشک کننده

μ                        ویسکوزیته

A,B,C                ضرایب ثابت

γg                       دانسیته نسبی

1. S درصد انباشت گاز

η                      نسبت شاخص ها

I2                   شاخص بها در زمان حال

I1                   شاخص بها در زمان گذشته

PC                قیمت کل تجهیزات

U                  ضریب کلی انتقال حرارت

TLMTDΔ         اختلاف دمای متوسط لگاریتمی

Z                   ضریب تراکم پذیری گاز مرطوب

W                  محتوی رطوبت گاز

θB                 زمان اشباع شدن بستر

Q                  دبی گاز مرطوب

X                  ظرفیت مفید

Xs                 ظرفیت دینامیکی در حالت اشباع

hz                 طول ناحیه جذب

hT                 طول بستر

t                   ضخامت بدنه برج

m                 وزن برج

h                  ارتفاع برج

مقدمه:

گازها در زیرزمین بصورت مخازن مجزا و یا همراه با نفت وجود دارند و توسعه و رشد صنعت در زمینه گاز طبیعی به توسعه تکنولوژی و دانش فنی در رابطه با حل مسائل مربوط به عملیاتی (اکتشاف ، استخراج و تصفیه) و حمل و نقل این گاز بستگی دارد. اولین بار در سال 1870 میلادی گاز طبیعی بوسیله یک خط لوله چوبی به شهر روچستر نزدیک به نیویورگ منتقل گردید این خط لوله مسائل زیادی را همراه داشت که از آن جمله نشت گاز از لوله در فشار بالاتر از 10psi بوده است.

همراه با گاز طبیعی که معمولا از مخازن زیرزمینی نفتی و یا گاز بدست می آید مقداری بخار آب ، H2S ، CO2 ، N2 و بخارجیوه وجود دارد. خط لوله گاز طبیعی به دلیل بالا بودن فشار آن معمولا از روی زمین کشیده می شود و از لوله های بدون درز استفاده می گردد. انتقال گاز از روی زمین به دلیل سرد بودن محیط خارج نیاز به تعبیه سیستمی به منظور جدا کردن قطرات آب تشکیل شده دارد.

در هنگام جداسازی نفت خام آنرا در حوضچه هائی قرار داده تا دو لایه آلی و آبی از هم جدا شوند که زمان ماند اقتصادی باید بین 5-4 ساعت باشد که این زمان به درجه  API نفت خام و میزان آب بستگی دارد سپس نفت وارد سیستم پالایشگاه شده و مراحل جداسازی صورت می گیرد که در مرحله جداسازی سه قسمت نفت ، آب و گاز ازهم مجزا شده که آب به محیط بر می گردد و نفت نیز وارد واحد پالایش شده و اما گاز که موضوع مورد بحث است اگر دارای ارزش حرارتی پاین باشد آنرا روی مشعل می سوزانند (به دلیل ناخالصی ، شعله زرد رنگ است) و اگر دارای ارزش حرارتی بالائی باشد وارد پالایشگاه گاز می کنند که در این واحد عملیات شیرین سازی گاز ، عملیات جذب و دفع و آبگیری از گاز صورت می گیرد.

اگر گازی دارای H2S و CO2 باشد این گاز ترش است مانند گاز خانگیران سرخس. در غیر این صورت گاز شیرین است مانند گاز مسجد سلیمان. و در کل گاز ایران ترش است.

دراین واحد آبگیری قبل از شیرین سازی صورت می گیرد چون گاز حاوی مقداری آب است و آب باعث هیدراته شدن ( بلوری شدن ) می شود و آبگیری دارای دو مزیت مهم است : 1- جلوگیری از خوردگی لوله ها 2- جلوگیری از هیدراته شدن

عوامل مؤثر در تشکیل هیدرات : 1- تغییرات دما و فشار 2- اندازه مولکولها: یعنی هر چه مولکولهای سبک بیشتر باشند هیدرات بیشتری تولید می شود. 3- میزان حلالیت هیدروکربن در فاز گاز 4- جریان

سه راه برای جلوگیری از پدیده هیدرات:

1- سرد کردن جریان گاز: به واسطه سرد کردن جریان گاز آبگیری صورت می گیرد سرد کردن زمانی استفاده می شود که درصد آب در مخلوط بالا باشد و این سرد کردن تا لحظه ای انجام می شود که اولین بخار هیدروکربن به مایع تبدیل شود برای جاهای کنار دریا از این روش استفاده می کنند چون آب از دریا وارد چاه می شود و هنگام سرد کردن از کولر یا کمپرسور استفاده می کنند که به قیمت آن ربط دارد که در ایران بیشتر از کمپرسور استفاده می شود اما در پالایشگاه اصفهان از کولر استفاده می شود.

 2- استفاده از ممانعت کننده ها: ممانعت کننده ها مایعاتی هستند که اگر آنها را به گازاضافه کنیم از تشکیل هیدرات جلوگیری می کند. الکلهای سبک (اتانول ، متانول ، پروپانول) و گلایکول ها ( اتیلن گلایکول EG ، دی اتیلن گلایکول DEG ، تری اتیلن گلایکول TEG و تترا اتیلن گلایکول TREG ) متداولترین ممانعت کننده هائی هستند که در جهان استفاده می شوند که به صورت اسپری درخط لوله وارد می کنند. بدترین حالت زمانی است که گلایکول به صورت سه راهی به گاز اضافه شود زیرا دراین حالت مقداری ازمایع ممانعت کننده به لوله نفوذ کرده و جلوی جریان گاز را می گیرد و دبی گاز کمتر میشود. در ایران بین 30-25 درصد گاز را ممانعت کننده تشکیل می دهد و از نظر استاندارد جهانی بین 4.6 – 5.2 درصد باید باشد و اگر ازاین مقدار بیشتر باشد باید فرآیند دوباره طراحی شود. در ایران در فصل تابستان 12- 8 درصد و در زمستان 30- 25 درصد است. درایران 20 درصد از مبلغ قبض گاز را صرف هزینه خرید ممانعت کننده می کنند.

گلایکول یک ماده آلی با فرمول زیر است:         HO ( C2H4O ) nH         (n = 2,3,4)

که بسته به n نام گلایکول فرق می کند اگر n=2 باشد (DEG) به صورت یک درمیان بین مولکولهای آب و هیدروکربن قرار می گیرد و اگرn=3 باشد (TEG) که بصورت دو درمیان بین مولکولهای آب و هیدروکربن قرار می گیرد و اگر n=4 باشد (TREG) که بسته به نوع دما و فشارمولکولهای گلایکول بین دو و سه دربین مولکولهای آب و هیدروکربن قرارمیگیرند در ایران تنها از TEG استفاده می کنند.

خصوصیات ممانعت کننده : 1- نسبت به آب فعال بوده و جاذب شدید آب هستند. 2- کمترین خوردگی را درسیستم دارند. 3- هیچ فعل و انفعال شیمیایی با اجزاء شرکت کننده گاز ندارد. 4- به رسوب تبدیل نمی شوند. 5- به راحتی قابل احیاء هستند.

3- استفاده از برج جذب : دراین برج با استفاده از مواد جاذب الرطوبه (موبیل سوربید نوع W , H) آبگیری از گاز صورت می گیرد تا در خطوط انتقال میزان water  content در گاز به حداقل مقدار خود برسد که بطور مفصل در فصول بعد توضیح داده خواهد شد.