دانشگاه تربیت مدرس پژوهش های کاربردی مهندسی شیمی - پلیمر 2588-5316 9 4 2026 05 14 Study of the kinetics of mixed gas hydrate formation from gas and liquefied gas refinery 1300 بررسی سینتیک تشکیل هیدرات مخلوط گازی پالایشگاه گاز و گاز مایع 1300 1 9 28656 FA محسن جنانی گروه مهندسی شیمی، واحد امیدیه ، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، ایران. علی برسلانی گروه مهندسی شیمی، واحد امیدیه ، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، ایران. علیرضا عظیمی دانشکده معدن، نف و انرژی، واحد ماهشهر، دانشگاه آزاد اسلامی، ماهشهر، ایران. 0000-0002-7398-5643 مصطفی نریمانی گروه مهندسی شیمی، واحد امیدیه ، دانشگاه آزاد اسلامی، امیدیه، ایران 0009-0003-0932-2735 رسول رزمی گروه مهندسی شیمی، واحد دشتستان(برازجان) ، دانشگاه آزاد اسلامی، دشتستان(برازجان)، ایران Journal Article 2025 07 05 Research subject: One of the common problems in natural gas transmission lines is congestion and pressure drop in gas transmission pipes due to the formation of gas hydrates. Gas hydrates are stable crystalline compounds that are formed from the contact of water molecules with some gas molecules of the right size and under the right thermodynamic conditions (low temperature and high pressure). These compounds are studied from both thermodynamic and kinetic perspectives. Despite many studies in the thermodynamic part of hydrates, the kinetics of hydrates require further study. Research approach: To this end, in order to determine the equilibrium conditions of natural gas hydrate, 5 different experiments were conducted with a natural gas sample from Gas and Liquefied Gas Refinery 1300 in the temperature range of 285.5, 281.5, 276.21, 275.59, 273.92 Kelvin and pressure of 41.1, 28.2, 18.84, 13.4, 11.5 bar in a reactor using the constant volume method. Main results: Based on the experimental data, the mass transfer coefficient was 0.243, 0.159, 0.153, 0.094, 0.131 meters per second, respectively, and the molecular diffusion coefficient was 4.516(×10-09), 4.785(×10-09), 1.175(×10-09), 2.847(×10-09), 1.147(×10-09) m2/s. These results show that with increasing reactor temperature (at constant pressure), the mass transfer coefficient decreases and the molecular diffusion coefficient increases. Also, with increasing pressure (at constant temperature), the mass transfer coefficient increases and the molecular diffusion coefficient decreases, which is consistent with empirical equations. Statistical analysis of the results revealed that the reactor pressure parameter has a greater effect on the mass transfer coefficient than temperature. Furthermore, statistical examination showed that temperature is a more influential parameter on the molecular diffusion coefficient (DAB) of natural gas in water. چکیده موضوع تحقیق: یکی از مشکلات معمول در خطوط انتقال گاز طبیعی گرفتگی و ایجاد افت فشار در لوله‌های انتقال گاز به علت تشکیل هیدرات‌های گازی است. هیدرات‌های گازی، ترکیبات بلوری پایداری هستند که از تماس مولکول‌های آب با برخی از مولکول‌های گازی با اندازه مناسب و تحت شرایط ترمودینامیکی مناسب (دمای پایین و فشار بالا) تشکیل می‌شوند. این ترکیبات از دو دیدگاه ترمودینامیکی و سینتیکی مطالعه می‌شوند. با وجود مطالعات فراوانی که در بخش ترمودینامیکی هیدرات صورت گرفته، سینتیک هیدرات‌ها نیازمند بررسی‌های بیشتری است. روش تحقیق: بدین منظور برای تعیین شرایط تعادلی هیدرات گاز طبیعی، 5 آزمایش مختلف با نمونه گاز طبیعی پالایشگاه گاز و گاز‌مایع 1300 در محدوده دمایی 285/5، 281/5، 276/21 ، 275/59، 273/92 کلوین(K) و فشار 41/1 ،28/2، 18/84 ، 13/4 ، 11/5بار(bar) در راکتوری به روش حجم ثابت انجام شد. نتایج اصلی: بر اساس داده‌های آزمایشگاهی، ضریب انتقال جرم به‌ترتیب برابر 0/243، 0/159، 0/153، 0/094، 0/131 متر بر ثانیه و همچنین ضریب نفوذ مولکولی برابر 10-9×(4/516) , 10-9×(4/785 ), 10-9×( 1/175 ),10-9×( 847/ 2 ), 10-9× (1/147), مترمربع بر ثانیه به‌دست آمد. این نتایج نشان می‌دهد که با افزایش دمای راکتور)فشار ثابت)، ضریب انتقال جرم کاهش و ضریب نفوذ مولکولی افزایش یافته است، همچنین با افزایش فشار(دما ثابت)، ضریب انتقال جرم افزایش و ضریب نفوذ مولکولی کاهش یافته است که این مقادیر با معادلات تجربی همخوانی دارد. تحلیل آماری نتایج نشان داد که عامل فشار راکتور اثر بیشتری نسبت به دما بر روی ضریب انتقال جرم دارد. همچنین با بررسی آماری مشاهده شد که دما عامل مؤثرتری بر ضریب نفوذ مولکولی (DAB) گاز طبیعی در آب است.

https://arcpe.modares.ac.ir/article_28656_d5eeeb68551631bceacdeeb4e2a9d3c1.pdf