ل هیدرات برای بازدارنده KCL با درصد وزنی مختلف90
نمودار ‏4-1 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی غلظت فاز پراکنده برای مقطع 5/1 متری ورودی100
نمودار ‏4-2 : مقایسه غلظت فاز جامد حاصل از مدلسازی، در مقطعی ثابت در زمان‌های مختلف101
نمودار ‏4-3 : توزیع سرعت محوری در زمان‌های 01/0 ،1/0 و 1 ثانیه پس از برقراری جریان101
نمودار ‏4-4 : توزیع غلظت فاز جامد مدلسازی در دو سرعت ورودی 0.061 m/s و 0.029 m/s102
نمودار ‏4-5 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی کسر‌حجمی فاز پراکنده در مقطع پایین لوله103
نمودار ‏4-6 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی غلظت فاز پیوسته در مقطع پایین لوله103
نمودار ‏4-7 : مقایسه نتایج تجربی و مدلسازی غلظت فاز پراکنده در مقطع پایین لوله104
نمودار ‏4-8 : تغییرات دما در طول لوله در سه مقطع اصلی108
نمودار ‏4-9 : تغییرات فشار در طول لوله در سه مقطع اصلی108
نمودار ‏4-10 : تغییرات کسر حجمی فاز پراکنده در طول لوله در سه مقطع اصلی109
نمودار ‏4-11 : تغییرات سرعت مخلوط در طول لوله در سه مقطع اصلی109

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

نمودار ‏4-12 : تغییرات دما در قطر لوله در دو مقطع میانی109
نمودار ‏4-13: تغییرات فشار در قطر لوله در دو مقطع میانی110
نمودار ‏4-14: تغییرات کسر حجمی فاز پیوسته و پراکنده در قطر لوله در دو مقطع میانی110
نمودار ‏4-15 : تغییرات غلظت فاز پیوسته و پراکنده در قطر لوله در دو مقطع میانی110
نمودار ‏4-16 : منحنی‌های تشکیل هیدرات برای هر سه خط شبکه انتقال111
نمودار ‏4-17: تغییرات فشار در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال112
نمودار ‏4-18: تغییرات دما در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال112
نمودار ‏4-19 : تغییرات آنتالپی در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال113
نمودار ‏4-20: تغییرات دانسیته در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال113
نمودار ‏4-21 : تغییرات ویسکوزیته گاز در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال114
نمودار ‏4-22 : تغییرات سرعت مخلوط در طول لوله برای هر سه خط شبکه انتقال115
نمودار ‏4-23 : phase Envelope و منحنی هیدرات و بدون تزریق بازدارنده116
نمودار ‏4-24 : phase Envelope و منحنی هیدرات و بازدارنده متانول با 20 درصد غلظت116
نمودار ‏4-25 : phase Envelope و منحنی هیدرات و بازدارنده متانول با 30 درصد غلظت116
نمودار ‏4-26 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 10 درصد وزنی119
نمودار ‏4-27 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 20 درصد وزنی119
نمودار ‏4-28 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 30 درصد وزنی119
نمودار ‏4-29 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 40 درصد وزنی120
نمودار ‏4-30 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 50 درصد وزنی120
نمودار ‏4-31 : مقایسه بازدارنده‌های نمکی تشکیل هیدرات‌گازی میدان لاوان با 60 درصد وزنی120

فهرست شکل‌ها
عنوان صفحه
شکل ‏1-1 : شماتیکی از تشکیل هیدرات در جداره لوله9
شکل ‏1-2 : ساختار کریستال پایه برای یخ 4I13
شکل ‏1-3 : پیوند هیدروژنی میان پنج مولکول آب و تشکیل یک حلقه 5 مولکولی14
شکل ‏1-4 : تشکیل پیوند هیدروژنی میان دو مولکول آب14
شکل ‏1-5 : ساختار I15
شکل ‏1-6 : ساختار II16
شکل ‏1-7 : ساختار H16
شکل ‏1-8 : ساختارهای مختلف هیدرات گازی17
شکل ‏1-9 : مقایسه اندازه مولکول‌های مهمان، نوع هیدرات و حفره‌های اشغال شده18
شکل ‏1-10: دستگاه‌های تولید هیدرات گاز طبیعی22
شکل ‏1-11: دستگاه‌های تجزیه هیدرات22
شکل ‏1-12 : منحنی وابستگی هیدرات به دما و فشار24
شکل ‏1-13 : انواع افزودنی‌های هیدرات27
شکل ‏1-14 : مکانسیم بازدارندگی از تشکیل هیدرات30
شکل ‏1-15 : ساختار هیدرات به وجود آمده با تترا هیدرو فوران30
شکل ‏2-1 : هزینه انتقال گاز در فواصل مختلف با روش‌های مختلف41
شکل ‏2-2: نمودار فازی برای برخی از هیدروکربن گاز طبیعی ساده که هیدرات تشکیل می دهند44
شکل ‏2-3 : نمودار هیدرات برای سه مخلوط مورد بررسی ویلکاکس و همکاران46
شکل ‏3-1 : فرآیند ساده شده یک واحد نم‌زدایی از طریق گلایکول57
شکل ‏3-2 : فرآیند ساده شده یک واحد خشک کن جامد به همراه دو برج58
شکل ‏3-3 : فرآیند جریان ساده شده برای یک واحد تبرید به همراه تزریق گلایکول60
شکل ‏3-4 : شمای کلی تغییرات دما در فاز مایع و کریستال هیدرات61
شکل ‏3-5 : پروفایل غلظت در مسیر نفوذ گاز تا رسیدن به سطح هیدرات62
شکل ‏3-6 : شماتیک مدل ارائه شده در حال تشکیل هیدرات66
شکل ‏3-7 : شماتیک مکانیزم پیشنهادی تشکیل هیدرات از یک قطره آب66
شکل ‏3-8 : شماتیکی از مدل لوله به همراه شرایط مرزی78
شکل ‏3-9 : شماتیکی از مش بندی شبکه لوله82
شکل ‏3-10 : همگرایی شبیه سازی توسط حل کننده خطی83
شکل ‏3-11 : همگرایی شبیه سازی توسط حل کننده غیر خطی83
شکل ‏3-12 : گرافیک جریان‌های عبوری و ته نشین شدن ذرات هیدرات83
شکل ‏3-13 : شماتیک فرآیند انتقال گاز در یک شبکه گاز84
شکل ‏3-14 : نتایج اجرای شبیه سازی شبکه گاز با استفاده از نرم افزار PipePhase87
شکل ‏4-1 : فرآیند هم فشار و هم دما برای تشکیل هیدرات97
شکل ‏4-2 : پروفایل غلظت پیشنهادی مولکول‌های گاز در فرآیند تشکیل هیدرات98
شکل ‏4-3 : گرافیک و الگوی جریان ته نشین شدن ذرات جامد (هیدرات) در کف لوله104
شکل ‏4-4 : گرافیک و مقادیری از کسر حجمی فاز جامد دیسپرس شده105
شکل ‏4-5 : گرافیک پروفایل سرعت و جهت آن درون لوله105
شکل ‏4-6 : گرافیک پروفایل فشار و میزان آن در نقاطی از لوله106
شکل ‏4-7 : گرافیک پروفایل فشار در کل مخلوط و میزان آن در نقاطی از لوله106
شکل ‏4-8 : گرافیک پروفایل دما درون لوله106
شکل ‏4-9 : گرافیک پروفایل غلظت فاز پراکنده درون لوله107
شکل ‏4-10 : گرافیک پروفایل سرعت لغزش مخلوط درون لوله107
شکل ‏4-11 : مقاطع انتخاب شده برای بررسی پارامترهای مختلف108
چکیده :
امروزه یکی از معضلات در خطوط انتقال گاز، پدیده هیدرات گازی است که ترکیبی از گازهای سبک مثل متان، اتان یا دی اکسید کربن با مولکول‌های آب تحت شرایط خاص دمایی و فشاری ماده‌ای شبیه به یخ را تشکیل می‌دهد که حجم زیادی از گاز را در خود جای داده است. هیدارت های گازی عموماً ته نشین شده و در نهایت توان عملیاتی خط را کاهش داده یا حتی به انسداد کلی خط لوله منجر می شود. بررسی پارامترها، متغییرها و عوامل تأثیر گذار تشکیل و حذف پدیده بسیار حائز اهمیت می باشد که در این پژوهش ابتدا مورد تجزیه‌ و تحلیل قرار‌ گرفته و سپسس سه وضعیت قبل، بعد و حین تشکیل هیدرات بررسی شده است.‌ در ‌قبل، نگاهی به روش‌ها، فرآیند‌ها، مزایا و معایب واحدهای نم‌زدایی گاز شده است. مقاومت‌های انتقال جرم و حرارت در حین پیدایش نیز بررسی کامل شد و نشان داد که نرخ تشکیل هیدرات توسط مکانیسم انتقال جرم کنترل شده و هر‌چه انتقال حرارت سریعتر انجام گیرد هیدرات تشکیل شده پایدارتر است. سپس با یک مدلسازی میدان توزیع سرعت، فشار، دما، کسرحجمی برای سیال و همچنین توزیع غلظت ذرات جامد در یک جریان آرام دو فاز گاز‌- جامد در داخل یک لوله افقی، توسط بسته نرم‌افزاری کامسول(COMSOL Multiphysics) شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان میدهد که کاهش سرعت متوسط منجر به کاهش نیروهای پراکنده کننده شده و نهایتاً غلظت بیشتر ذرات جامد در کف لوله را سبب می‌شود.
واژه‌های کلیدی: هیدرات گازی، نم‌زدایی گاز، مدلسازی و شبیه سازی هیدرات

پیشگفتار
گاز طبیعی منبع انرژی تقریباً پاکیزه، فراوان و ارزان قیمتی است که هم اکنون نیز به مقیاس وسیع برای مصارف صنعتی و خانگی به کار رفته و در طی دهه‌های آینده بهره‌برداری از آن گسترش خواهد یافت. در توسعه اقتصادی جهان، مناطق و کشورهای مختلف، به دلیل منابع و ذخایر عظیم در دسترس و توسعه تکنولوژی‌های خلاق، باعث کاهش هزینه‌ها و زمان اجرای پروژه‌ها و در نتیجه بهبود اقتصاد پروژه‌های توسعه و انتقال گاز شده است. همچنین تلاش جهانی برای کاهش