Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Образование гидратов метана в дисперсном льду, модифицированном соевым лецитином"

Работа на тему: Образование гидратов метана в дисперсном льду, модифицированном соевым лецитином
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра прикладной и технической физики

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа

ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРАТОВ МЕТАНА В ДИСПЕРСНОМ ЛЬДУ, МОДИФИЦИРОВАННОМ СОЕВЫМ ЛЕЦИТИНОМ

16.03.01 Техническая физика
Профиль «Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

г Тюмень 2023 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГАЗОГИДРАТАХ 5
1.1 СТРОЕНИЕ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 5
1.2 СТРУКТУРА ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 6
1.3 ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРАТОВ 7
1.4 СТАДИИ ОБРАЗОВАНИЕ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ 8
1.5 ИНДУКЦИОННОЕ ВРЕМЯ 9
1.6. ТРАНСПОРТИРОВКА И ХРАНЕНИЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА 11
1.7. ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА 12
1.8. МЕХАНИЗМЫ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 14
1.9. СПОСОБЫ ПРОМОТИРОВАНИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 15
1.10. СОЕВЫЙ ЛЕЦИТИН 16
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА 18
2.1 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ 18
2.2 ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 18
2.3 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА 19
2.4 МЕТОДИКА РАСЧЕТА СТЕПЕНИ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 23
2.5 МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ МОРФОЛОГИИ ОБРАЗЦОВ 26
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 27
3.1. ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ СОЕВОГО ЛЕЦИТИНА НА СТЕПЕНЬ ПЕРЕХОДА ДИСПЕРСНОГО ЛЬДА В ГИДРАТ МЕТАНА И СКОРОСТЬ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ 27
3.2 ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИИ ОБРАЗЦОВ ГИДРАТА МЕТАНА ИЗ ДИСПЕРСНОГО ЛЬДА С И БЕЗ МОДИФИКАЦИИ СОЕВЫМ ЛЕЦИТИНОМ 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 36

ВВЕДЕНИЕ
Все больше и больше месторождений, которые разрабатывают в данный момент, иссекают, а человечество обращает свой взгляд на альтернативные источники полезных ископаемых. Одним из таких источников являются природные газовые гидраты. В настоящее время газовые гидраты получили большой теоретический и прикладной интерес. Основная причина такого интереса заключается в том, что они являются одними из самых перспективных источников энергии в мире. Также стоит отметить, что они являются причиной многих аварийных ситуаций и экологических катастроф при добыче углеводородного сырья на шельфе и транспорте добытого газа по трубопроводам. Проблема в том, что гидраты не могут существовать в областях высоких температур и низких давлений, поэтому при их разработке есть возникает большой риск взрывоопасных ситуаций. В трубопроводах же они могут образовываться за счёт наличия в системе высокого давления, вследствие чего может образоваться гидратная пробка, препятствующая возможности для дальнейшей транспортировки газа.
Актуальность темы заключается в том, что в последние десятилетия резко возрос интерес к природным газогидратам как к возможным энергетическим ресурсам, способным восполнить дефицит углеводородного сырья в будущем. Интерес стимулирован, прежде всего, предполагаемым огромным количеством сосредоточенного в них газа. Ряд текущих оценок указывают на наличие ресурсов газогидратов в 2 500 - 20 000 трлн. куб. м. Несмотря на огромный разброс в оценках, с учетом значительного их снижения, ресурсы газогидратов остаются на порядок выше ресурсов традиционного природного газа, оцененных на уровне 250 трлн. м3.
Немаловажной проблемой, которую пытаются решить при помощи газовых гидратов, является транспортировка природного газа. Так как один объём воды способен связать при переходе в состояние газового гидрата 164 объёмов газа [Дегтярёв Б.В., c. 34], данная технология может быть широко применена в будущем для транспортировки природного газа. К сожалению, наданный момент преобразование газа в гидрат возможно лишь в лабораторных условиях, так как скорость образования газовых гидратов и степень перехода воды в газовые гидраты очень низкая. Поэтому многие научно- исследовательские институты занимаются изучениям данного направления.
Для промотирования газовых гидратов чаще всего применяют кинетические промоторы гидратообразования. Данные промоторы являются поверхностно-активными веществами. В этой работе исследуется влияние одного из кинетических промотора гидратообразования соевого лецитина на образование газовых гидратов метана в дисперсном льду.
Соевый лецитин представляет из себя поверхностно-активное вещество биологического происхождения, которое получают из соевых бобов. Соевый лецитин нашёл активное применение в пищевой и медицинской промышленности. Стоит отметить, что соевый лецитин является биоразлагаемым веществом, что в свою очередь говорит нам о том, что данное вещество соответствует современным экологическим требованиям. Добавка соевого лецитина уже была изучена в качестве вещества, которое препятствует образованию газовых гидратов, а также в качестве промотора гидратообразования в жидких системах. В данной же работе будет исследовано влияние этой добавки на замороженную систему.
Исходя из вышеописанных рассуждений, была поставлена цель работы: определить влияние добавки соевого лецитина на процесс образования гидратов метана в замороженном дисперсном льду.
Были поставлены следующие задачи:
1) разработать методику приготовления замороженных дисперсных частиц льда, модифицированных соевым лецитином;
2) установить влияние концентрации раствора соевого лецитина на скорость и степень перехода вода в гидрат метана в приготовленных на его основе замороженных частицах льда;
3) определить влияние добавки соевого лецитина на морфологию гидратов метана в замороженном дисперсном льду.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. A review of solidified natural gas (SNG) technology for gas storage via Clathrate hydrates / H.P. Velusmany [et al.] // Applied Energy. 2018. 216. Pp. 262-285
2. Adsorption of cationic and anionic surfactants on cyclopentane hydrates /
C. Lo [et al.] // Journal of Physical Chemistry. 2010. 114. Pp. 13385-13389.
3. Adsorption of sodium dodecyl sulfate at THF hydrate/liquid interface 1S / Zhang [et al.] // Journal of Physical Chemistry C. 2008. 112. Pp. 12381-12385.
4. Confined tetrahydrofuran in a superabsorbent polymer for sustainable methane storage in clathrate hydrates / D.W. Kang [et al.] // Chemical Engineering Journal. 2021. 411. 11 p.
5. Effects of micellization on growth kinetics of methane hydrate
/ G. Bhattacharjee [et al.] // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2017. 56. Pp. 3687-3698.
6. Enhancement in methane storage capacity in gas hydrates formed in hollow silica / P.S.R. Prasad [et al.] / Journal of Physical Chemistry C. 2014. 118. Pp. 7159- 7768.
7. Experimental determination of methane hydrate dissociation curves up to ‘55MPa by using a small amount of surfactant as hydrate promoter / P. Gayet [et al.] // Chemical Engineering Science. 2005. 60. Pp. 5751-3758.
8. Experimental study of methane hydrate formation in aqueous foam stabilized by surfactants / T.P. Adamova [et al.] // International journal of Heat and Mass Transfer. 2021.180. 8 p.
9. Kang S.P., Lee J.W. Formation characteristics of synthesized natural gas‘hydrates in meso- and macroporous silica gels // Journal of Physical Chemistry B. 2010. 114. Pp. 6973-6978.
10. Kang S.P., Lee J.W. Kinetic behaviors of CO2 hydrates in porous media and effect of kinetic promoter on the formation kinetics // Chemical Engineering Science. 2010. 65. Pp. 1840-1845.
11. Prasad P.S.R. Methane hydrate formation and dissociation in the presence of hollow silica / Journal of Chemical & Engineering Data. 2015. 60. Pp. 304-310.
12. Staykova D.K. Werner F.K, Salamatin A.N., Hansen T. Formation of Porous Gas Hydrates from Ice Powders: Diffraction Experiments and Multistage Model // J. Phys. Chem. 2003. № 37. Рp. 99-111.
13. Visual studies of methane hydrate formation on the water – oil boundaries /
T.P. Adamova, A.S. Stoporev, A.Yu. Manakov // University of Sunderland, 2018. 32 p.
14. Role of Surfactants in Promoting Gas Hydrate Formation / A. Kumar [et al.]// Industrial & Engineering Chemistry Research. 2015. 16 p.
15. Shah D.O. The World of Surface Science. In Chemical Engineering Education / Anderson T.J. ed. // American Society for Engineering Education: Washington, DC. 1977. 354 p.
16. Suradkar Y.R., Bragwat S.S. CMC Determination of an Odd Carbon Chain Surfactant (C13E20) Mixed with Other Surfactants Using a Spectrophotometric Technique // Journal of Chemical Engineering Data. 2006. 51. Pp. 2026-2031.
17. Гурьева А.В. Лецитин: свойства и способы получения // Молодой ученый. 2021. № 26 (368). С. 32-40.
18. Дегтярёв Б.В. Борьба с гидратами при эксплуатации газовых скважин в районах Севера (практическое руководство) / Б.В. Дегтярёв, Г.С. Лутошкин, Э.Б. Бухгалтер. М.: Недра, 1969. 120 с.
19. Yoslim J., Linga P., Englezos P. Enhanced growth of methane-propane clathrate hydrate crystals with sodium dodecyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, and sodium hexadecyl sulfate surfactants // Journal of Crystal Growth. 2010. 313. Pp. 68- 80.
20. Zhong Y., Rogers R.E. Surfactant effects on gas hydrate formation // Chemical Engineering Science. 2000. 55. Pp. 4175-4187.
21. Дядин Ю.А. Гушин А.Л. Газовые гидраты / Соровской образовательный журнал. 1988. № 3. С. 55-64.
22. Драчук А.О. Кинетика образования и диссоциации газовых гидратов, полученных в водных дисперсных средах, стабилизированных диоксидом
кремния: специальность 01.04.14 Теплофизика и теоретическая теплотехника: дис. канд. физ.-мат. наук. Тюмень, 2017. 118 с.
23. Истомин В.А. Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М: Недра, 1992. 236 с.
24. Шабаров А.Б. Проектирование установки ускоренного роста газогидрата из ледяных частиц микронного размера в потоке газа / А.Б. Шабаров, М.Ю. Данько, А.В. Ширшова // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2011. № 7. С. 46-51.