17145

17145

مدل سازي شرايط تشكيل هيدرات هاي نيمه كلاتريت

كارشناسي ارشد

ترموديناميك و سينتيك

دي ماه 1394

دكتر محمدرضا دهقاني

مهندسي شيمي

چكيده امروزه با¬توجه به كاربردهاي بسيار زياد هيدرات، بررسي شرايط تعادلي تشكيل اين پديده مورد توجه محققان قرار گرفته است. براي بهبود شرايط تشكيل هيدرات معمولا از افزودني¬هايي مانند نمك تترابوتيل¬آمونيوم¬برمايد استفاده مي¬شود. هدف از اين تحقيق مدل¬سازي ترموديناميكي پيش¬بيني شرايط تعادلي تشكيل هيدرات نيمه¬كلاتريت گاز خالص متان در حضور محلول آبي نمك TBAB است. براي تعريف تعادل ترموديناميكي از برابري فوگاسيته آب در فاز مايع و هيدرات و براي مدل¬سازي فاز هيدرات از تئوري وندروالس پلاتيو اصلاح شده استفاده شده است. از مدل اكتيويته Extended UNIQUAC براي يافتن ضريب فعاليت اجزا در فاز مايع و همچنين از معادله حالت PHSC براي محاسبه فوگاسيته گاز خالص متان در فاز گازي، استفاده شده است. نتايج محاسبات و مقايسه آن¬ها با داده¬هاي تجربي و همچنين ساير مدل¬سازي¬ها نشان مي¬دهد كه اين مدل به خوبي شرايط تشكيل هيدرات نيمه¬كلاتريت متان را در حضور محلول آبي نمك TBAB پيش¬بيني مي¬كند. درصد قدرمطلق انحراف نسبي ميانگين ( AARD% ) براي اين تحقيق بين 455/1 تا 159/13 درصد و ميانگين خطا 385/5 درصد است. واژه‌هاي كليدي: هيدرات نيمه¬كلاتريت – PHSC – Extended UNIQUAC – مدل¬سازي ترموديناميكي – TBAB

1396/01/29

3/21/2021 12:00:00 AM

Abstract: Recently based on many application of hydrates, efforts have been dedicated to investigation of this phenomena formation’s equilibrium conditions. For improvement of hydrate formation conditions usually we use additives like tetra¬butyl ¬ammonium ¬bromide salt. The purpose of this work is thermodynamic modeling of formation equilibrium conditions of methane semi-clathrate hydrate in presence of TBAB salt aqueous solution. For definition of thermodynamic equilibrium, equality of water fugacity in water phase an​d hydrate phase have been used. For modelling of hydrate phase, the van der Waals–Platteeuw modified solid solution theory have been used. Extended UNIQUAC activity model for calculation activity coefficients of components in liquid phase an​d PHSC equation of state for calculation of fugacity of methane in gas phase have been used. Results of calculations an​d comparison with experimental data an​d other thermodynamic models show that presented model more accurately predicts formation condition of methane semi-clathrate hydrate in presence of TBAB salt aqueous solution. Average absolute relative deviation percent (AARD%) for presented model is between 1.455 – 13.159 percent an​d average of error is 5.385 percent. Keywords: semi-clathrate hydrate, PHSC EOS, Extended UNIQUAC, Thermodynamic modeling, TBAB