دانلود پایان نامه ارشد رشته شیمی : محاسبات انرژی آزاد گیبس برای تعویض مهمان در هیدرات گازی sI با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی

 پایان نامه سایت ارشدها - رشته جغرافی-جغرافیا

عنوان کامل پایان نامه :

 محاسبات انرژی آزاد گیبس برای تعویض مهمان در هیدرات گازی sI با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی

قسمتی از متن پایان نامه :

۱-۱- هیدرات گازی

هیدرات گازی[۱]، یک جامد بلوری است که در آن، مولکول‌­های گاز توسط مولکول­‌های آب احاطه  شده­اند. گاز­‌های زیادی هستند که ساختار مناسبی برای تشکیل هیدرات دارند که می­توان به کربن­دی­اکسید، هیدروژن­سولفید و هیدرو­کربن­ها با تعداد کم کربن اشاره نمود. بیش از ۷۰ سال است که هیدرات­های گازی به­عنوان یک مشکل در خطوط انتقال گاز مطرح گردیده­اند. لذا اکثر تحقیقات اولیه در این زمینه مربوط به شرایط عملیاتی تشکیل هیدرات و تأثیر استفاده از مواد بازدارنده در جلوگیری از تشکیل آن می­باشد. امروزه توجه به پدیده هیدرات گازی و جنبه­های مفید و کاربردی آن، لزوم انجام تحقیق بیشتر در این زمینه را نشان می­دهد. از چند دهه پیش تاکنون وجود مقادیر بسیار زیادی از گاز طبیعی ذخیره در هیدرات­های گازی موجود در بستر اقیانوس­ها و مناطق قطبی به اثبات رسیده است. تخمین زده می­شود که هر متر مکعب هیدرات بیشتر از ۱۷۰ متر مکعب گاز متان در شرایط استاندارد دارد[۱].

باتوجه به منابع محدود سوخت­های فسیلی، اکتشاف منابع هیدرات گازی به منظور تأمین انرژی، ممکن است در آینده مورد توجه قرار بگیرد. قابلیت زیاد هیدرات گازی در ذخیره­سازی گاز طبیعی، باعث ایجاد جذابیت در خصوص استفاده از آن برای مقاصد ذخیره­سازی و حمل ­و­نقل گاز طبیعی و دیگر گاز­ها به­عنوان رقیبی برای روش­های مایع­سازی و متراکم­کردن می­شود. از                                        هیدرات­های گازی در فرایند­های جدا­سازی نیز می­توان استفاده کرد. هیدرات­های گازی فقط با تعداد محدودی از مواد قابل تشکیل هستند. اگر قصد داشته باشیم که یک ماده را از یک مخلوط جدا کنیم می توان از قابلیت تشکیل یا عدم تشکیل هیدرات آن و یا سایر مواد موجود در مخلوط نمک کمک گرفت. به­عنوان مثال، می­توان به تهیه­ی آب آشامیدنی و یا جدا­سازی جریان­های گاز اشاره کرد. متأسفانه، در مورد ذخایر طبیعی هیدرات­های گازی نگرانی­هایی در خصوص پایداری آن­ها در هنگام تغییر شرایط فشار و دما وجود دارد. به عقیده­ی برخی از محققین وقتی که در اثر پدیده گلخانه­ای دمای کره­ی زمین افزایش می­یابد، ممکن است که هیدرا ت­ها ناپایدار و تجزیه شوند و در نتیجه مقادیر زیادی گاز وارد اتمسفر شده و باعث تشدید اثر  پدیده­ی گلخانه­ای شود.

از شرایط لازم برای تشکیل هیدرات می­توان به دمای مناسب، فشار، وجود مولکول‌­های آب و وجود مولکول‌­های گاز اشاره کرد.

در هیدرات­‌های گازی، مولکول­‌های آب به­عنوان میزبان عمل کرده و مولکول­‌های گاز را در داخل حفره‌ی خود جای می­دهند. همه‌­ی مولکول­‌های گازی قادر به تشکیل هیدرات نیستند و تنها مولکول­‌هایی قادر به ایجاد هیدرات هستند که غیر­قطبی بوده یا قطبیت کمی داشته باشند و از نظر اندازه کوچک بوده و در این حفره­ها بتوانند قرار بگیرند.

 

۱-۲- هیدرات­‌های گازی در گذر زمان

تاریخچه‌ی هیدرات گازی به سه دوره‌ی اصلی تقسیم می­شود:

دوره‌ی اول: این دوره از زمان کشف آن در سال ۱۸۱۰ آغاز شده و تا به حال ادامه دارد و مربوط به جالب­بودن پدیده‌­ی تشکیل هیدرات گازی از نظر علمی است، چرا که تجمع آب و گاز در یک فاز جامد (هیدرات)، از نظر علم قابل توجه است.

دوره‌ی دوم: تقریباً از سال ۱۹۳۴ با بیان این که تشکیل هیدرات باعث گرفتگی خطوط انتقال گاز طبیعی می­باشد، شروع شده و تا­کنون ادامه دارد. در این دوره، هیدرات عمدتاً به­عنوان مشکلی برای تولید­کنندگان گاز طبیعی در نظر گرفته می­شود.

دوره‌ی سوم: با کشف ذخایر هیدرات گاز طبیعی ارتباط دارد. وجود هیدرات­‌های گاز در طبیعت در دهه‌ی ۱۹۶۰ توسط ماکوگون[۲] اثبات شد که بعد از آن تلاش­‌های زیادی جهت کشف و توسعه­‌ی ذخایر هیدرات صورت گرفت. بدون شک، مشکلات پیش روی تولید از ذخایر عظیم هیدرات گازی، یکی از چالش­‌های مهم صنعت انرژی در قرن بیست­ویکم است. اولین تولید تجاری از ذخایر هیدرات گاز طبیعی، در سیبری اتفاق افتاد [۱]. شکل (۱-۱) تعداد مقالات مربوط به هیدرات­‌های گازی در قرن بیستم را نشان می­دهد.

[۱] Clathrate  Hydrates

[۲] Makogon

سوالات یا اهداف این پایان نامه :

۱-۶- اهمیت هیدرات‌­های گازی

تشکیل هیدرات، چه به­عنوان یک پدیده‌­ی مضر در خطوط انتقال گاز و چه کاربرد‌­های آن در نگهداری و انتقال یا جدا­سازی مواد گوناگون مدّ نظر محققان است.

برای دیدن جزئیات بیشتر ، خرید و دانلود آنی فایل متن کامل با فرمت ورد می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:

 دانلود متن کامل پایان نامه جغرافیا در لینک زیر

لینک متن کامل پایان نامه رشته جغرافیا با عنوان :  محاسبات انرژی آزاد گیبس برای تعویض مهمان در هیدرات گازی sI با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی با فرمت ورد