بررسی آزمایشگاهی و شبیه سازی شرایط تشکیل هیدرات در حضور و عدم حضور بازدارندههای ترمودینامیکی با استفاده از مدل داده محور

ایران از جمله کشورهایی است که دارای ذخایر غنی گاز طبیعی می باشد و یکی از مسائل مربوط به گاز طبیعی، تشکیل هیدرات گازی است که می تواند مشکلاتی را در صنایع نفت و گاز ایجاد کند، هر چند در تحقیقات اخیر از تشکیل هیدرات به عنوان یک مزیت برای استفاده های خاص نام برده شده است. اما تشکیل هیدرات در خطوط لوله انتقال جریان گاز طبیعی موجب افزایش افت فشار جریان، انسداد مسیر و گاهی انفجار خط لوله انتقال جریان می گردد و هر ساله منجر به صدمات بسیار و نهایتا هزینه های فراوان برای صنعت نفت و گاز در ایران و سرتاسر جهان می شود. از این رو توانایی پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات از نقطه نظر فرآیند تولید، نقل و انتقال و بهره برداری حائز اهمیت است و می تواند از بروز مشکلات ناخواسته جلوگیری نماید. برای جلوگیری یا به تاخیر انداختن تشکیل هیدرات پاسخ به دو سوال، مهم به نظر می رسد: 1) کدام ممانعت کننده ها می توانند مانع از تشکیل هیدرات شوند؟ 2) شرایط دما و فشار تشکیل هیدرات چیست؟ در این پژوهش به عنوان پاسخی برای سوال اول، شرایط تشکیل هیدرات برای گاز دی اکسیدکربن در حضور دو بازدارنده گلایکولی و برای گاز متان در حضور سه بازدارنده ترکیبی در غلظت های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. داده های تعادلی اندازه گیری شده با رابطه و مدل دانشگاه هریوت وات مقایسه گردید و تطابق بین داده های تجربی و نتایج مدل و رابطه در نظر گرفته شده، نشان از صحت داده های به دست آمده دارد. از طرف دیگر به عنوان پاسخی برای سوال دوم، شبکه عصبی مصنوعی و سیستم فازی-عصبی (مدل انفیس) به عنوان دو مدل داده محور جهت پیش بینی فشار تشکیل هیدرات برای سیستم های گازی مختلف بر مبنای 4 الگوی c ,b ,a و d با استفاده از داده های تجربی موجود در این زمینه در جایگاه ابزاری جایگزین به کار رفت. جهت نیل به این هدف ساختار بهینه از هر یک از این مدل های داده محور برای سیستم های مورد بررسی با استفاده از پارامترهای آماری تعیین شد. نتایج حاصل از شبکه عصبی و مدل انفیس با ساختار بهینه برای سیستم های بر مبنای الگوی a با روابط تجربی موجود در این زمینه مقایسه گردید و نتایج به دست آمده از دو مدل داده محور مذکور در مورد سیستم های بر اساس تعریف 3 الگوی c ,b و d با مدل ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات مقایسه گردید. از بین دو مدل داده محور، مدل انفیس در همه موارد از لحاظ تمامی معیارهای عملکردی پاسخ موثق تری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی نشان داد و مدل انفیس از دقت نسبتا برابر و یا بیشتر نسبت به مدل ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات برخوردار بود.