رضا آذین

تشکیل هیدرات های گازی در صنایع پتروشیمی، نفت، گاز و منابع هیدرات های گازی اهمیت قابل توجهی دارد. الکترولیت ها به عنوان یک بازدارنده در فرایند تشکیل هیدرات مطرح هستند و یک ترکیب مهم در منابع هیدرات های گازی (مثل دریای عمان و دریای خزر) و سازندهای آبده نمکی محسوب می شوند. مدل های ترمودینامیکی به عنوان یک ابزار قوی برای بررسی رفتار ترمودینامیکی این سیستم ها مطرح هستند. در این پایان نامه از یک مدل ترمودینامیکی شامل معادله حالت پنگ- رابینسون، معادله بورن و MSA برای این منظور استفاده شد. این معادله حالت الکترولیتی بر اساس انرژی آزاد هلمهولتز است که در آن ترم پنگ- رابینسون برای درنظرگرفتن برهم کنش های ذرات بدون بار، ترم بورن برای توصیف انرژی باردارکردن یون ها و ترم MSA برای توصیف برهم کنش های الکتروستاتیک بین یون ها استفاده می شود. در ابتدا خواص سیستم های الکترولیتی (چگالی، ضریب فعالیت و ...) محاسبه شد. این نتایج سازگاری خوبی با داده های موجود داشتند، اما با افزایش غلظت نمک از دقت محاسبات کاسته شد. سپس حلالیت 2CO در محلول های الکترولیت محاسبه شد. در این محاسبات با افزایش غلظت، خطای محاسبات به تدریج افزایش یافت. حلالیت این گاز در سازندهای آبده نمکی نیز پیش بینی شده است. فشار تشکیل هیدرات 2CO و 4CH در حضور الکترولیت ها نیز بررسی شد. این محاسبات در دو حالت متفاوت صورت گرفت، در حالت اول پارامتر برهم کنش دوتایی آب- گاز و در حالت دوم پارامتر برهم کنش دوتایی گاز- نمک بر اساس داده های هیدرات گازی بهینه شدند. این نتایج با یکدیگر و با نتایج سایر مدل ها مقایسه شدند. نتایج حاصل از این پیش بینی ها سازگاری خوبی با داده های موجود داشتند. در نهایت نیز فرایند تشکیل هیدرات های گازی در دریای عمان و دریای خزر بررسی و نمودار تعادلی آنها ارائه شد.