يك مدل جديد براي پيش‌بيني دماي تجزيه هيدرات در حضور پلي وينيل كاپرولاكتام (PVCap)

A New Model for Prediction Hydrate Dissociation Temperature in the Presence of Poly N-vinyl Caprolactam (PVCap)

در خطوط انتقال گاز، تركيب آب و گاز به همراه شرايط مناسب دما و فشار باعث تشكيل ماده كريستالي شبيه يخ مي‌شود كه هيدرات گازي نام دارد. تشكيل هيدرات گازي در خطوط جريان گاز طبيعي موجب افزايش افت فشار جريان، انسداد مسير و گاهي انفجار خطوط انتقال مي‌گردد. استفاده از بازدارنده‌هاي سينتيكي و ترموديناميكي يكي از روش‌هاي رايج در جلوگيري از تشكيل هيدرات گازي مي‌باشد. در اين كار، يك مدل ترموديناميكي جديد براي پيش‌بيني شرايط تجزيه هيدرات‌هاي گازي در حضور PVCap پيشنهاد شده ‌است. اول از همه، شرايط تفكيك هيدرات گاز در آب خالص با استفاده از تئوري محلول جامد واندروالس پلاتيو تعيين شد. تئوري فلوري هاگينز براي محاسبه فعاليت آب در حضور PVCap استفاده مي‌شود. سپس معادله‌اي براي محاسبه آنتالپي تجزيه هيدرات‌هاي گازي پيشنهاد شد كه تابعي از فشار و غلظت PVCap است. خطاي تمام داده‌هاي تجربيK 28/0 است كه نشان مي‌دهد اين نتايج با داده‌هاي تجربي مطابقت دارد.

In gas transmission pipelines, the combinations of water and gas with suitable conditions of temperature and pressure cause the formation of an ice-like crystalline substance called hydrate. The formation of hydrates in natural gas flow lines increases the flow pressure drop, blockage of the path and sometimes explosion of transmission lines. The use of kinetic and thermodynamic inhibitors is one of the common methods to prevent the formation of hydrates. In this work, a new thermodynamic model is proposed to predict the decomposition conditions of gaseous hydrates in the presence of PVCap. First of all, gas hydrate dissociation condition in the pure water was determined using the van der Waals Platteuw solid solution theory. The Flory-Huggins theory is used to calculate the water activity in the presence of PVCap. Then to, an equation was proposed to calculate the enthalpy of decomposition of gaseous hydrates, which is a function of the pressure and concentration of PVCap. The error for all experimental data is 0.28 K, which indicates that these results are consistent with experimental data.