شبیه سازی دینامیک مولکولی اثر دما و برخی بازدارنده ها بر سیستم کلاتره آب-متان

تشکیل هیدرات یکی از چالش های موجود در صنعت نفت و گاز می باشد. روش های مختلفی ‏برای جلوگیری از تشکیل هیدرات وجود دارد که یکی از این روش ها، استفاده از موادی به نام ‏ممانعت کننده ها می-باشد. ممانعت کننده ها از دو جنبه می توانند بر تشکیل هیدرات تاثیر ‏گذار باشند. در این پایان نامه سعی شده است، اثرات ترمودینامیکی بازدارنده ها از ‏گروه های مختلف شامل[bmim][bf4] ، [emim][bf4]،[omim][bf4] ،[emim][etso4] ،[emim][n(so2cf3)2] ، [emim][cf3so3]، اتیلن گلیکول، گلیسرول، پروپان، پنتان، فوران، تیوفن و ‏پیرول بر تجزیه ی بلور هیدرات متان بررسی گردد تا اثر ممانعت کنندگی آن ها از لحاظ ‏ترمودینامیکی مشخص شود. به منظور بررسی بازدارنده ها، از تکنیک شبیه-سازی دینامیک ‏مولکولی همراه با میدان نیروی ‏gromose 96 43a1‎‏ برای بهینه سازی سیستم ها در جعبه ای به ‏ابعاد 3‏nm‏ ‏‎‎‏16/83،‎ ‎با استفاده از نرم افزار ‏gromacs 4.5.4‎‏ در مجموعه ‏npt‏ استفاده ‏شده است که دید بسیار مناسبی از مکانیسم های مولکولی فرایندهای مختلف، از جمله تاثیر ‏ممانعت کننده ها بر تجزیه ی بلور هیدرات، در اختیار ما قرار می دهد. به منظور درک بهتر اثر ‏بازدارنده ها تاثیر آنها با هم بررسی و مقایسه شده است. در هر جعبه شبیه سازی، بلور هیدرات ‏جامد، آب مایع و بازدارنده ها و متان قرار داده شد و شبیه-سازی در دمای 300 درجه کلوین و ‏فشار 300 بار و برای مدت زمان 8 نانو ثانیه انجام گرفت و پارامترهای ساختاری از قبیل ریشه ی ‏دوم میانگین مربع انحراف (‏rmsd‏)، تابع توزیع شعاعی (‏rdf‏)، متوسط مربع ‏جابجایی‎(msd)‎، ضریب نفوذ و پیوند هیدروژنی (بین بازدارنده ها، بازدارنده ها با آب و بازدارنده ها ‏با متان) محاسبه شد. نتایج نشان می دهد که به دلیل آبپوشی ضعیف یا عدم تشکیل پیوند ‏هیدروژنی برخی بازدارنده ها در سیستم، باعث شده تاثیر ترمودینامیکی این ممانعت کننده ها بر ‏تشکیل هیدرات، بسیار ناچیز باشد.‏‎ ‎کلمات کلیدی: هیدرات متان، بازدارنده، شبیه سازی دینامیک مولکولی.