Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Влияние природных полисахаридов на образование гидратов метана в дисперсном льду"

Работа на тему: Влияние природных полисахаридов на образование гидратов метана в дисперсном льду
Оценка: отлично.
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

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ПОЛИСАХАРИДОВ НА ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРАТОВ МЕТАНА В ДИСПЕРСНОМ ЛЬДУ

16.03.01 Техническая физика
Профиль «Техническая физика в нефтегазовых технологиях»

Тюмень 2022 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ГИДРАТЫ В ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЯХ 5
1.1 ПРОБЛЕМА ОБРАЗОВАНИЯ ГИДРАТОВ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ 6
1.2 МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ГИДРАТАМИ В ТРУБОПРОВОДАХ 9
1.3 МЕТОД РАЗГЕРМЕТИЗАЦИИ ТРУБОПРОВОДА 10
1.4 ТЕПЛОВОЙ МЕТОД 11
1.5 ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ БОРЬБЫ 13
1.6 АНАЛИЗ ПРОВЕДЕННЫХ ИСЛЕДОВАНИЙ ПОЛИСАХАРИДОВ 15
1.7 ВЫВОДЫ 16
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ 18
2.2 МЕТОДИКА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПОЛИСАХАРИДОВ 18
2.3 МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРАТОВ МЕТАНА 19
2.4 РАСЧЕТ СТЕПЕНИ ПЕРЕХОДА ВОДЫ В ГИДРАТ 23
2.5 РАСЧЕТ СКОРОСТИ ПЕРЕХОДА ВОДЫ В ГИДРАТ 25
2.5 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАВНОВЕСНЫХ УСЛОВИЙ 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 31

ВВЕДЕНИЕ
Газовые гидраты представляют собой клатраты подобные льду, образованные из воды и ????4, ??2??6, либо других алканов или низкомолекулярных газов, при высоких давлениях и низких температурах [Sloan, с. 1]. Стандартными условиями для образования и дальнейшего стабильного существования гидратов метана являются значения давления и температуры входящие в интервалы от 2•10?8 до 2•1013 МПа и от 70 до 350 К соответственно [Макогон, с. 1-2] (значения для давлений и температур образования газовых гидратов для метана представлены на фазовой диаграмме (Рисунок 1), где треугольниками обозначены данные полученные в ходе теоретического расчета, а пунктирная линия под номером 2 обозначает экспериментально полученные значения).
Рис. 1. Зона существования гидратов метана
Сама структура гидрата представляет собой клетку, состоящую из молекул воды, соединенных между собой водородными связями и заключающими в себе молекулы природного газа [Истомин, Якушев, с. 20]. В данном случае молекулы природного газа соединяются с молекулами воды при помощи действия сил Ван- дер-Ваальса. Так же можно обратить внимание на уникальные свойства гидратов, подобная структура позволяет им вмещать большой объем газа,
обеспечивая высокую удельную плотность (сопоставимую с плотностью сжиженного газа). Например, при стандартных условиях единичный объем газового гидрата содержит в себе 164 единичных объема природного газа [Фазовое равновесие гидратов метана…, с. 1]. Стоит отметить, что гидраты природного газа в большинстве случаев встречаются на морском дне и в тундре, а также общее содержание углерода в залежах известных по всему миру, превышает содержание вместе взятых нефти, газа и угля примерно в 60 раз [Фазовое равновесие гидратов метана…, с. 1]. Исходя из этого, можно сделать вывод, что в природе имеются огромные запасы гидратов природного газа, которые можно считать перспективным источников энергии в будущем.
Из прошлых исследований установлено, что газовые гидраты могут образовывать следующие структуры: SI (кубическая), SII (кубическая), SH (гексагональная). Данные структуры отличаются между собой размерами и количеством клеток. На тип формируемой структуры оказывает влияние размер молекулы газа-гостя. К примеру, метан может образовывать гидрат структуры SI, этан и пропан структуры SII, тогда как структура SH может образоваться только в присутствии двух молекул-гостей, при условии, что одна из них меньше, а другая больше (например, циклопентан в присутствии метана). Можно отметить, что при добыче и переработке нефти и газа в большинстве случаев встречаются только структуры типа SI и SII [4].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Образование гидратов пропана в замороженной сухой воде / Л.С. Поденко [и др.] // ЖПХ. 2013. Т. 86. № 10. С. 1552–1558.
2. Устойчивость метастабильных гидратов метана при температуре ниже 0°С, полученных в «сухой воде» / А.А. Кислицын [и др.] // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2017. Т. 3. № 1. С. 10-21. DOI: 10.21684/2411-7978-2017-3-1-10-21
3. Sloan E.D. Clathrate Hydrates of Natural Gases, third edition / Boca Raton: CRS Press, Taylor & Francis Group, 2008. 752 р.
4. Макогон Ю.Ф. Природные газовые гидраты: распространение, модели образования, ресурсы // Российский химический журнал. 2003. № 3. 5 с.
5. Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: “НЕДРА”, 1992. 327 с.
6. Динамические, термодинамические и механические свойства газовых гидратов структуры I и II / Т.М. Инербаев [и др.] // Российский химический журнал. 2003. № 3. С. 19-27.
7. Phase Equilibrium of Methane Hydrate in Aqueous Solutions of Polyacrylamide, Xanthan Gum, and Guar Gum / Pawan Gupta, [et al.] // Chemical Engineering Journal. 2019. Pp. 10-13.
8. Sloan D., Carolyn K. Natural gas hydrates in flow assurance. Elsevier Inc. 2011. 200 p.
9. Creek J.L. Subramanian S. Estanga D. New method for managing hydrates in deepwater tiebacks. Offshore Technology Conference, Houston, TX, USA. 2011. Pp. 35-40.
10. Ice & Hydrates Interactions on Pipe Walls and Influence of Commercial Hydrates Dispersants (AA-LDHIs) / J.-H. Sa, B.R. Lee, X. Zhang [et al.] // Proceedings of the 9th International Conference on Gas Hydrates. Denver, CO, USA, 2017. Pp. 10– 11.
11. Kelland M.A. History of the development of low dosage hydrates inhibitors // Energ Fuel. 2006. 20(3). Pp. 825–847.
12. Kelland M.A. A Review of Kinetic Hydrate Inhibitors from an Environmental Perspective // Journal Energy Fuels. 2018. №32. Pp. 120-129.
13. Weiguo L., Yanghui L., Xiaohu X. Influence factors of methane hydrate formation from ice: Temperature, pressure and SDS surfactant // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019. Vol. 27. Iss. 2. Pp 405-410.
14. Stability and growth of gas hydrates below the ice–hydrate–gas equilibrium line on the P–T phase diagram / V.P. Melnikov [et al.] // Chemical Engineering Science. 2010. Vol. 65. Iss. 2. Pp. 906-914.
15. Formation of porous gas hydrates from ice powders: Difraction experiments and multi-stage model / D.K. Staykova, W.F. Kuhs, A.N. Salamation, T. Hansen // Journal of Physical Chemistry B. 2003. Pp 10299–10311.
16. Experimental Study on the Methane Hydrate Formation from Ice Powders
/ Weiguo L [et al.] // Energy Procedia. 2014. Pp 619-623.
17. Koh C.A. Towards a fundamental understanding of natural gas hydrates // Chemical Society Review. 2002. Pp 157?167.
18. Evaluation of the depressurization based technique for methane hydrates reservoir dissociation in a marine setting, in the Krishna Godavari basin, east coast of India / Vedachalam H. [et al.] // Journal of Natural Gas Science. 2015. Pp 226?235.
19. Nair V.C., Gupta P., Sangwai J.S. Gas Hydrates as a Potential Energy Resource for Energy Sustainability // Springer. 2018. №9. Pp. 265?287.
20. Boswell R., Collett T.S. Current perspectives on gas hydrate resources // Energy Environmental Science. 2011. №4. Pp. 1206?1215.
21. Developments in gas hydrates / Birchwood R. [et al.] // Journal Oil field. 2010. Pp. 18?33.
22. Energy recovery from simulated clayey gas hydrate reservoir using depressurization by constant rate gas release, thermal stimulation and their combinations / V.C. Nair [et al.] // Applied Energy. 2018. Pp. 755?768.
23. Makogon Y.F. Natural gas hydrates ? a promising source of energy // Journal Natural Gas Science. 2010. №2. Pp. 49?59.
24. Review of natural gas hydrates as an energy resource: prospects and challenges / Z.R. Chong [et al.] // Applied Energy. 2016. №162. Pp. 200?210.
25. Effect of silica sand size on the formation kinetics of CO2 hydrate in porous media in the presence of pure water and seawater relevant for CO2 sequestration / P. Mekala [et al.] // Journal Science and Engineering. 2014. №122. Pp. 1?9.
26. Pectin as an Extraordinary Natural Kinetic Hydrate Inhibitor / S. Xu [et al.] // Chemical Social Journal. 2015. 7 p.
27. Sulfonated chitosan as green and high cloud point kinetic methane hydrate and corrosion inhibitor: Experimental and theoretical studies / F. Abdolreza [et al.] // Energy Environmental Science. 2020. №4. 12 p.
28. Mohammad R.T. Enhancement of the performance of modified starch as a kinetic hydrate inhibitor in the presence of polyoxides for simple gas hydrate formation in a flow mini-loop apparatus // Natural Gas Science Engineering. 2015.
№25. 6 p.
29. Yongjun X., Minlin Y., Xiaoxi Y. Chitosan as green kinetic inhibitors for gas hydrate formation // Natural Gas Science Engineering. 2015. №25. Pp. 5.
30. Preliminary study of natural polymer as kinetic hydrate inhibitor / I. Mazlin [et al.] // Applied Energy. 2017. №162. Pp 5.
31. Li W., Na Z., De-Qing L. Inhibition effects of polysaccharides for gas hydrate formation in methane–water system // Natural Gas Science Engineering. 2015.
№25. Pp. 30-30.
32. Shadi M., Sanatgar L., Kiana P. New edible additives as green inhibitors for preventing methane hydrate formation // Journal Energy. 2019. №162. Pp. 10.