مدلسازی جایگزینی دی اکسید کربن در ساختار هیدرات گازی متان

در این تحقیق، یک مدل سینتیکی جدید برای پدیده جایگزینی متان-کربن دی اکسید در ساختار هیدرات های گازی پیشنهاد شده است. جایگزینی متان-کربن دی اکسید روشی پیشنهادی برای تولید از مخازن هیدرات متان است که در نتیجه آن تولید متان و ذخیره کربن دی اکسید به صورت همزمان اتفاق می افتد. این مدل بر اساس مکانیسم پیشنهادی برای پدیده جایگزینی در یک فاز دوغابی از هیدرات متان ارایه شده است. براساس این مدل، تجزیه هیدرات متان و تشکیل هیدرات کربن دی اکسید به صورت همزمان اتفاق می افتد. بنابراین پارمترهای سینتیکی تشکیل هیدرات کربن دی اکسید و تجزیه هیدرات متان به صورت آزمایشگاهی محاسبه شده و به صورت توابعی از دما و فشار برازش شده اند. بررسی اثر شرایط عملیاتی برروی بازده جایگزینی نشان می دهد که بازده جایگزینی در فشارهای پایین تر و دماهای بالاتر بیشتر می باشد. این رفتار نشان می دهد که مکانیسم کنترل کننده سرعت برای پدیده جایگزینی در ساختار هیدرات، تجزیه هیدرات متان است، زیرا سرعت تجزیه هیدرات در دماهای بالاتر و فشارهای پایین تر بیشتر می باشد. بر اساس نتایج حاصل از این مدل در دمای 15/278 درجه کلوین با افزایش فشار از 55 بار تا 65 بار، بازده جایگزینی 78/15 تا 80/8 کاهش پیداکرده است. همچنین در دمای 15/280 در جه کلوین با افزایش فشار از 60 با تا 70 بار بازده جایگزینی از 89/26 تا 91/15 کاهش یافته است. در فشار یکسان 60 بار بازه جایگزینی در دماهای 15/280 کلوین و 15/278 کلوین به ترتیب 96/20 و 59/11 می باشد.