مطالعه و شبیه سازی انواع تزریق گاز و تعیین روش مناسب تزریق در مخازن ترکدار

تشکیل کریستال های هیدرات در بخش های مختلف صنایع نفت وگاز و فرآیندهای پایین دستی موجب توقف و یا کاهش تولید فرآورده ها می شود وبه این علت اط لاعات خوبی در مورد چگونگی پیدایش و شرایط تشکیل آنها ف راهم اس ت ولی چون تولید آنها مورد توجه نبوده، مطالعه کمتری بر روی سرعت رشد کریستال هیدرات انجام شده است . اما بروز افکار جدید در مورد انتقال گاز طبیعی به صورت کریستال های هیدرات در راستای کاهش هزینه تمام شده محصول باعث شده است که مطالعات بیشتری نیز در مورداخ یر صورت گیرد . هدف ازاین مطالعه یافتن روش هایی بوده است که بتوان از نظر کیفی وکمی به توصیف رشد کریستال هیدرات پرداخت تا نتایج در صنعت حمل ونقل گاز طبیعی بکار گرفته شوند . فرآیند تولید کریستال هیدرات را می توان به دو صورت پیوسته و ناپیوسته انجام داد که با توجه با تأکید این مطالعه بر روی کاربردی بودن نتایج، تمامی مساعی برروی تولید کریستال هیدرات به صورت پیوسته مترکز گشته است . وجود گاز محلول در آب در فرآیند تولید کریستال هیدرات ضروری است و بنابراین تولید و رشد کریستال هیدرات به گذر از مراحل زیر اجتناب ناپذیر است : جذب گاز به داخل آب، هسته سازی، رشد هسته ها و کریستال های موجود . در این مطالعه فرض شده است که در یک فرآیند واقعی تولید پیوسته هیدرات، هسته ها بوجود آمده اند و کافی است رشد آنها مدنظر قرار گیرد و بناب راین صر فاً به رشد کریستال های هیدرات پرداخته شده است . اولین قدم در بررسی سرعت اتفاق افتادن یک پدیده ( نظیر رشد کریستال هیدرات ) شناسایی نیروی محرکه مؤثر برآن است . نکته برجسته این تحقیق آن است که اختلاف دمای بین سطح کریستال جامد و دمای توده مایع ( فراتبرید ) ، عامل کنترل کننده سرعت رشد کریستال هیدرات است . برای توصی ف کمی وکیفی رشد کریستال هیدرات می توان از دو دیدگاه مختلف ولی در ارتباط با هم یعنی انتقال جرم و انتقال حرارت به قضیه نگریست ولی نتایج متکی بر اتقال جرم سخت نیازمند آگاهی از میزان غلظت های گاز حل شده در توده مایع و سطح کریستال می باشند و به علت کوچ ک بودن م یزان حلالیت گازهای هیدروکربوری در آب، تعیین ثوابت مدل از دقت خوبی برخوردار نیست . اگر چه در این مطالعه رابطه ای برای محاسبه غلظت متان در آب در نزدیکی نقطه تشکیل کریستال هیدرات ارائه شده است که توانایی پیش بینی حلالیت متان با خطای در حدود %٢ را داراست . استفاده از نتایج انتقال حرارت در توصیف کمی وکیفی رشد کریستال هیدرات آسان تر است . در این مطالعه دو مدل در این زمینه ارائه شده که در یکی دمای سطح کریستال، دمای تعادل سه فازی در فشار آزمایش فرض شده و د ر دیگری دمای سطح کریستال متناسب با اندازه ذره متغیر فرض شده است . با استفاده از موازنه فراوانی ذرات، تابع توزیع ذرات به ازای واحد رشد بدست آمده و با استفاده از روابط ریاضی، کل میزان رشد ذرات موجود در سیستم محاسبه شده است . همچنین با استفاده از نتایج بدست آمده از دستگاه ساخته شده در این مطالعه و سایر منابع، ثو ابت مدل تعیین گشته است . نتایج بدست آمده معرف کارآیی روابط بدست آمده می باشند . از سوی دیگر نشان داده شده است که می توان در شرایط یکسان و برای تولید یک نوع کریستال و با داشتن ثوابت برای یک گاز پارامترها را برای گاز دیگر حدس زد . همچنین این تحقیق نشان می دهد که است فاده از دانش کریستالیزاسیون برسایر روش هایی نظیر شبیه سازی تولید و رشد کریستال به صورت انجام واکنش های پی درپی ترجیح داشته و به حقیقت نزدیک تر است .