مدلسازی و پیش بینی شرایط ترمودینامیکی تشکیل هیدرات پروپان مایع در حضور اتان و بوتان و پنتان

هدف از انجام این پژوهش تعیین شرایط تعادلی تشکیل هیدرات پروپان مایع می باشد. پروپان تولید شده ناخالصی های مختلفی نظیر اتان، نرمال بوتان، ایزو بوتان و پنتان و کمتر از ppm10 آب دارد. پروپان در شرایط دمایی مشخص به صورت مایع اشباع در مخازن، ذخیره می شود. پروپان برای رسیدن به دمای مورد نظر جهت ذخیره سازی از سه مبدل سرد ساز عبور می کند. جهت جلوگیری از تشکیل هیدرات در مسیر سردسازی، لازم است شرایط تشکیل هیدرات بررسی و راه حل هایی ارائه گردد. به دلیل نیاز به تولید پروپان با خلوص بالا، نمی توان از بازدارنده ها استفاده نمود. از آنجا که شرایط ذخیره پروپان در فشار و دمای خاصی صورت می گیرد از اثر افزایش دمای مخزن بر روی تشکیل هیدرات نمی توان استفاده نمود. در یک مطالعه موردی اتان تا حدود 5/5 درصد حجمی افزایش یافت. با وجودی که مقدار آب موجود در پروپان درحد مطلوب بود ولی وجود درصد بالای اتان در پروپان مایع باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل گرفتگی در چیلرها و کاهش بازدهی آنها در سرد سازی شد. از این رو آزمایشاتی جهت بررسی تاثیر ناخالصی ها در تشکیل هیدرات پروپان مایع طراحی شد. با تجزیه و تحلیل نتایج حاصل مشخص شد که با افزایش غلظت اتان در حضور سایر ترکیبات رشد هیدرات افزایش یافته و هیدرات هایی با پایداری بیشتر تشکیل می شود. عدم وجود اتان در پروپان مایع، هیدرات با رشد کمتری ایجاد و به علت ناپایداری به سرعت تجزیه می شود. در آزمایشات میدانی نیز با افزایش درصد اتان در کمتر از دو روز گرفتگی در ولوها و چیلر ها مشاهده شد. بررسی ها نشان داد، با افزایش غلظت ایزوبوتان و نرمال بوتان مقدار فشار تعادلی کاهش خواهد یافت. از طرف دیگر با افزایش غلظت اتان و ایزو پنتان میزان فشار تعادلی تشکیل هیدرات افزایش می یابد که عملا تشکیل هیدرات را سخت تر خواهد نمود. این ناخالصی ها ناچیز می باشد اما تاثیرعمده ای در خواص ترمودینامیکی و نقطه تشکیل هیدرات دارد. همچنین مدلسازی شرایط تشکیل هیدرات با استفاده از مدل واندروالس و پلاتو توسط نرم افزار متلب و همچنین شبیه سازی با استفاده از نرم افزار pvtsim، انجام شد. با مقایسه نتایج مشاهده گردید که نرم افزار pvtsim نتایج بسیار دقیق تری ارائه می دهد