تولید و ذخیره سازی هیدرات های گازی با استفاده از پایدارکننده های با مصرف پایین

امروزه توجه ویژه ای به بررسی اثر حضور افزودنی های گوناگون بر سه مرحله اصلی فرآیند ذخیره سازی و انتقال گاز به کمک فناوری هیدرات های گازی، شامل تشکیل هیدرات گازی، پایداری هیدرات در شرایط ذخیره سازی و بازیابی گاز از طریق تجزیه هیدرات معطوف شده است. در بخش اول این رساله، یک روش عمومی برای به دست آوردن داده های قابل اطمینان تعادل فازی هیدرات های گازی تدوین شد. این روش، بر پایه چرخه تشکیل و تجزیه هیدرات گازی در حجم ثابت است. با مقایسه تجزیه هیدرات متان طبق الگوهای متفاوت گرمایشی (پیوسته یا مرحله ای) مشاهده شد که مسیر گرمایش مرحله ای پتانسیل تجزیه هیدرات را در مسیر شبه تعادلی دارد چون با انتخاب بازه دمایی مناسب و اختصاص زمان کافی جهت ثابت شدن تعداد مول های فاز گازی در هر مرحله همدما سامانه به تعادل ثانویه خواهد رسید. در بخش دوم، تاثیر حضور پلیمر زنجیر بلند محلول در آّب هیدروکسی اتیل سلولز (hec) بر هیدرات متان در مخزن تحت فشار به صورت استاتیک بررسی شد. از دو وزن مولکولی متفاوت (250000 و 90000mw~ ) با غلظت های وزنی 1000 و ppm 5000 استفاده شد. با استفاده از روش تدوین شده در بخش اول برای دست یابی به منحنی های فازی هیدرات، مشاهده شد که هیدروکسی اتیل سلولز 250000 با غلظت وزنی ppm 5000 منحنی تعادل فازی هیدرات متان را جابه جا نمی کند. از دیدگاه سینتیک تشکیل هیدرات، حضور هیدروکسی اتیل سلولز با تسریع هسته سازی اولیه هیدرات زمان القا را به صورت قابل توجهی کاهش داد. اما در مورد رشد بلورهای هیدرات، بسته به وزن مولکولی و غلظت وزنی پلیمر، فقط عملکرد هیدروکسی اتیل سلولز 90000 با غلظت وزنی ppm 5000 در راستای بهبود ذخیره سازی گاز قابل توجه بود. پایداری هیدرات در فشار های ملایم حدود bar 13 و دماهای بالا و زیر نقطه انجماد از طریق ردیابی تجزیه هیدرات در سامانه حجم ثابت بررسی شد. با مطالعه پایداری هیدرات متان در زیر نقطه انجماد، مشاهده شد اگر چه حضور این پلیمر در مجموع اثر خود نگهداری هیدرات متان زیر نقطه انجماد را تضعیف می کند، اما هیدروکسی اتیل سلولز 90000 با غلظت وزنی ppm 5000 برای ذخیره سازی طولانی مدت گاز تحت فشار ملایم bar 13 و دمای زیر نقطه انجماد مناسب تر است. با مقایسه سینتیک تجزیه هیدرات در دما های بالاتر از نقطه انجماد، این شرایط با هدف بازیابی گاز پیشنهاد می شود.