مدلسازی و شبیه سازی فرآیند جایگزینی گاز دی اکسید کربن در هیدرات متان مخازن هیدرات

فرمت : PDF قابل کپی کردن + شبیه سازی در نرم افزار کامسول

مقدمه :

منابع عظیمی از گاز طبیعی متان به صورت هیدرات در رسوبات کف اقیانوس وجود دارد. یکی از جدیدترین روشهای ارایه شده در دهه اخیر برای بازیابی گاز طبیعی از منابع کف اقیانوس، استفاده از گاز دی اکسید کربن برای جایگزینی در هیدرات متان و بازیابی گاز متان است.

بدین طریق میتوان علاوه بر آزادسازی و بهره گیری از گاز متان، اثرات گلخانهای ناشی از گاز دی اکسید کربن را کاهش داد.

در این پژوهش، ضمن مدلسازی سینتیک فرآیند جایگزینی، به شبیه سازی و بررسی اثر پارامترهای مختلف از جمله:

۱- فشار کل سیستم

۲- کسر مولی اولیه دی اکسید کربن

۳- ضریب نفوذ گاز متان در لایه هیدرات بر میزان کسر مولی متان آزادشده در فاز گاز

۴- کسر مولی دی اکسیدکربن در فاز هیدرات

مدلسازی و شبیه سازی فرآیند جایگزینی گاز دی اکسید کربن در هیدرات متان مخازن هیدرات

تا کنون سه روش عمده به منظور بازیابی گاز متان از ذخایر هیدرات گاز طبیعی ارایه شده، که عبارتند از:کاهش فشار، تحریک گرمایی و تزریق مواد شیمیایی. اما روش نوین دیگری برای بازیابی گاز متان پیشنهاد شده است که براساس جایگزینی مولکول مهمان (متان) توسط مولکول گاز دیگر (دی اکسید کربن) و تولید هیدرات گازی است که از نظر ترمودینامیکی پایدارتر میباشد. این روش مزیت همزمان استحصال گاز طبیعی متان از درون مخازن هیدرات گاز طبیعی همراه با ذخیره گاز گلخانهای دی اکسید کربن را خواهد داشت.

روش المان محدود میتواند به عنوان یک روش عددی برای حل مسائل متعدد و متنوع مهندسی در حالات مختلف پایدار، گذرا، خطی یا غیرخطی بکار گرفته شود. این روش بدون شک تحولی در صنعت جهان و نحوه نگرش به طراحی فرآیند و آنالیز به وجود آورده است. در میان نرم افزارهایی که از روش المان محدود برای آنالیز مسائل مهندسی استفاده می نمایند، نرم افزار COMSOL باقابلیتهای منحصربه فرد خود، بهعنوان یک نرمافزار بسیار دقیق تحقیقاتی و کاربردی در صنعت
و دانشگاه شناخته شده است. همچنین این نرم افزار مدلهایی را در بانک خود دارد که توانایی شبیه سازی پیچیده ترین فرآیندهای شیمیایی (انتقال جرم، انتقال حرارت و سیالات) را در

مدلسازی و شبیه سازی فرآیند جایگزینی گاز دی اکسید کربن در هیدرات متان مخازن هیدرات