پديد آورنده :
اسلامي، سينا
عنوان :
مدلسازي رشد و تجمع ذرات هيدرات گازي در حضور و عدم حضور ممانعت كننده‌هاي ضد تجمع با استفاده از مدل موازنه جمعيت در لوله هاي انتقال نفت و گاز
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي فرآيند
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
يازده، 80ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محسن محمدي، مسعود حق شناس فرد
توصيفگر ها :
هيدرات گازي , امولسيون آب در نفت , سينتيك رشد هيدرات , موازنه جمعيت
استاد داور :
عليرضا خزعلي، حميدرضا شاهوردي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/05/08
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/05/09
چكيده فارسي :
چکیده تشکیل کريستالهای گازی به عنوان يك پديده نامطلوب در خطوط لوله و تجهیزات فرآيندی نفت و گاز شناخته میشهود از آنجها کهه گاز طبیعی و نفت خام به طور طبیعی در مخازن هیدروکربنی با آب در تماس هستند تشکیل کريسهتال هیهدرات در بخشههای مختلهف صنايع نفت و گاز میتواند باعث ايجاد گرفتگی و يا آسیب در خطوط لوله نازل ها و ساير تجهیزات مربوطه گردد در ايهن پاياننامهه بهه بررسی سرعت تشکیل و رشد ذرات هیدرات در خطوط انتقال نفت جايی که نفت و گاز حلشده در آن به عنوان سیال پیوسته به همراه قطرههای امولسیون آب پخش شده در آن شرايط تشکیل هیدرات را مهیا کردهاند پرداخته شده است در ابتدا با تعیین شرايط دمايی و فشاری در خط لوله و همچنین محاسبه دمای تعادل تشکیل هیدرات توسط مهدل چهن جهو نقهاطی کهه در آنهها شهرايط تعهادلی بهرای تشکیل هیدرات مهیاست شناسايی شده است با استفاده از مدل همگن برای امولسیون افت فشار در لوله محاسبه شده است همچنهین بها توجه به شرايط جريان مشخصات امولسیون آب در نفت همچون سايز متوسط و توزيع سايز قطرههای امولسیون آب در نفت کهه تهاثیر از از تشکیل هیدرات دارد تعیین شده است با توجه به اينکه هسته زايهی هیهدرات معمهوال بففاصهله په زيادی بر رئولوژی جريان پ از ايجاد شرايط تعادلی تشکیل هیدرات در سیستم برای تعیین زمهان مهیا شدن شرايط ترمودينامیکی تشکیل هیدرات اتفاق نمیافتد پ هستهزايی در هر قطره از توزيع نرمال استفاده شده است با اين کار میتوان تعداد قطره هايی که در هر زمان مشخص در آنهها هسهتهزايی رخ داده است را مشخص نمود با توجه به اينکه در اين پاياننامه هر قطره آب به عنوان يك راکتور جداگانه عمل میکند با تعیین سايز و مشخصات هر قطره و استفاده از روابط موجود برای تعیین سرعت رشد کريستال ههای هیهدرات حجهم هیهدرات تولیهد شهده در طهی فرآيند برای سیستم حاوی متان آب و دکان محاسبه شده است با تعیین حجم هیدرات تولید شده در سیستم و همچنین استفاده از روابط مربوط به رئولوژی جريان های حاوی ذرات سوسپانسیون مقدار ويسکوزيته ظاهری سوسپانسیون هیدرات در نفت در ههر مقطهع از لولهه محاسبه شده است جايی که ويسکوزيته ظاهری با افزايش ناگهانی قابل توجهی مواجه شود محل مسدود شدن لوله خواهد بود در ادامه به بررسی عملکرد بازدارندههای ضدتجمعی بر روی ويسکوزيته ظاهری سوسپانسیون پرداخته شده است با استفاده از مدل چن جو برای محاسبه دمای تعدل تشکیل هیدرات متان خطای 420 0 درصد بدست آمد با اسهتفاده از فهره همگهن بودن سیال برای تعیین میزان افت فشار در امولسیون آب در نفت خطای 8 درصد بدست آمد همچنین در صورتی که هر قطهره آب بهه عنوان يك راکتور مستقل برای تولید هیدرات درنظر گرفته شود برای سیستم شامل امولسیون آب در دکان و گهاز متهان دقهت محاسهبه مصرف گاز متان بین 31 تا 81 درصد بهدست آمده است با بررسی استفاده از بازدارنده های ضدتجمع نتايج نشان داد که استفاده از اين بازدارندهها به دلیل اصفح زاويه تماس آب با هیدرات و کاهش کشش بین سطحی آب و نفت موجب کم شدن سهرعت تجمهع ذرات هیدرات در سوسپانسیون میشود با کاهش نرخ تجمع ذرات هیدرات ويسکوزيته ظهاهری سوسپانسهیون بها سهرعت کمتهری نسهبت بهه حالتی که از بازدارنده استفاده نکنیم افزايش يافته و به تبع آن انسداد لوله به تاخیر میافتد کلمات کلیدی 1 هیدرات گازی 2 امولسیون آب در نفت 3 سینتیك رشد هیدرات 4 موازنه جمعیت
چكيده انگليسي :
Modeling of growth and agglomeration of gas hydrate particles in the presence and absence of anti agglomerate inhibitors using the population balance model in oil and gas pipelines Sina Eslami s eslami@ce iut ac ir Date of Submission 2019 06 30 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisors Mohsen Mohammadi mohsen mohammadi@cc iut ac ir Masoud Haghshenas Fard haghshenas@cc iut ac irAbstract Gas hydrate formation is known as undesirable phenomena in oil and gas process equipment andpipelines In hydrocarbon reservoirs Natural gas and crude oil are in contact with water Hydrate formationin various sectors of oil and gas industry can cause clogging or damage to pipelines nozzles and otherrelated equipment This thesis examines the rate of formation and growth of hydrate particles in oiltransmission pipelines where the presence of oil gas and emulsion droplets of water dispersed in oil haveprovided the conditions for hydrate formation First by determining the temperature and pressuredistribution in the pipeline as well as calculating the equilibrium temperature of hydrate formation by theChen Gou model the points in which the equilibrium conditions are available for hydrate formation areidentified Using the homogeneous model for emulsion the pressure drop in the tube is calculated According to the flow conditions the properties of water in oil emulsion have been determined Because thehydrate nucleation process usually occurs with a delay after providing thermodynamic condition thusnormal distribution is used to determine the nucleation time in each droplet In this thesis each droplet ofwater is considered as a separate reactor by determining the size of droplets and using existing equationsto determine the growth rate of hydrated crystals the hydrate volume generated during the process for thesystem containing methane water and decane are calculated By calculating the amount of hydrate in thesystem and using existing equations for the rheology of suspension flows the apparent viscosity of thehydrate suspension in decane is calculated When the apparent viscosity faces a sudden increase thepipeline will be plugged Finally the effect of ant agglomerate inhibitors on the apparent viscosity ofsuspension has been investigated By using the Chen Gou model to calculate the equilibrium temperature ofmethane hydrate formation 0 024 error was obtained Assuming homogeneity of the fluid 8 error wasobtained to determine the pressure drop in water in oil emulsion Also if each water droplet considered asan independent reactor for hydrate formation in the system containing water in decane emulsion andmethane gas the accuracy of methane gas consumption is estimated to be between 13 and 18 Byinvestigating the use of anti agglomerate inhibitors the results showed that the use of these inhibitorsdecrease the rate of agglomeration of hydrate particles in the suspension due to the correction of the water hydrate contact angle and the reduction of interfacial tension between water and oil By decreasing the rateof agglomeration of hydrate particles the apparent viscosity of the suspension is increased at a lower ratethan the condition that we do not use the inhibitor and consequently the pipeline blockage is delayed Keywords Gas hydrate Water in oil emulsion Hydrate growth kinetic Population balance
استاد راهنما :
محسن محمدي، مسعود حق شناس فرد
استاد داور :
عليرضا خزعلي، حميدرضا شاهوردي
