Thermodynamic modeling of the incipient conditions for the single and mixed gas hydrate systems. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Thesis) MSThesis_Muhammad_Saad_Waseem_Chemical_Engineering_Dept_Mar__2017.pdf - Draft Version Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

في هذه العمل تم استخدام نهج النمذجة للتنبؤ بالظروف الأولية لنظام الاتزان لهيدرات البخار- السائل باستخدام نموذج van der Waals-Platteeuw. فقد تم نمذجة خليط بخار- سائل باستخدام SAFT-VR Mie ومخط Novel LJ. في هذه الرسالة، أنظمة هيدرات الغاز الأحادية والمختلطة تم أخذها بعين الاعتبار، وتم مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها بالبيانات التجريبية. ثوابتLangmuir (الذي تم استخدامها في نموذج هيدرات الغاز) تم قياسها باستخدام تقنية التحسين البسيط. كما تم اختيار متغيرات الطاقة المرجعية بعد المقارنة بما هو موجود في البحوث العلمية السابقة. تم الحصول على تنبؤ ممتاز لنظام الاتزان البخاري/ السائل لخليط هيدرات الغاز بما في ذلك الأنظمة اللاقطبية وأنظمة ماء-لا قطبية. وتم الوصول إلى أن نموذج van der Waals-Platteeuw مع SAFT-VR Mie أعطى تنبؤ ممتاز لضغوط التفكك لخليط هيدرات الغاز الأحاية والمختلطة. كما أن متوسط الانحراف المطلق كان أقل من 4 % لأحد عشر نظام من أنظمة هيدرات أحاي الغاز. بالإضافة إلى ذلك، تم دراسة ضغوط التفكك لعشرة أنظمة هيدارت الغازات المختلطة (نظام ثنائي) باستخدام نفس النموذج، وكان متوسط الانحراف المطلق أقل من 5%. أيضاً تم استخدام هذا النموذج في سبعة أنظمة أخرى لهيدارت الغاز متعددة المكونات. وفي الأخير تم مقارنة النتائج التي تم الحصول بالدراسات الأخرى بناء على نظرية (PR) Peng-Robinson وPerturbed-Chain Statistical Association Fluid Theory (PC-SAFT).

English Abstract

This work uses a modeling approach to predict the incipient conditions of vapor–liquid–hydrate equilibrium systems using van der Waals-Platteeuw Model. The vapor-liquid mixtures are modeled by the SAFT-VR Mie with the combination of the Novel LJ association scheme. In this thesis, single and mixed gas hydrate systems are considered and the results are compared with experimental data. The Langmuir constants, which are used in the gas hydrate model, are determined by the simplex optimization technique. The selection of the reference energy parameters is made after comparing different available sets from the literature. Excellent prediction of VLE of gas hydrate mixtures is obtained including nonpolar systems as well as water-nonpolar systems. It is found that the van der Waals-Platteeuw model with the combination of the SAFT-VR Mie gives excellent prediction of the dissociation pressures of single and mixed gas hydrate mixtures. For eleven single gas hydrate systems, the average absolute deviation (AADP) was less than 4 %. In addition, the dissociation pressure of ten binary mixed hydrate systems is studied with the proposed model and the AADP (%) is found less than 5%. The selected gas hydrate model is further extended to seven multicomponent hydrate systems as well. The results obtained in this work are compared with those of other studies based on Peng-Robinson (PR) and Perturbed-Chain Statistical Association Fluid Theory (PC-SAFT). The comparison concludes that the SAFT-VR Mie-Novel LJ EOS based gas hydrate model is more accurate than PR and PC-SAFT EOS based gas hydrate models. Finally, the stability test is carried out and it is found that the proposed model is capable to capture the variation of gas hydrate structures in nitrogen system and other gas hydrate systems due to the change of state variables.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Al-saifi, Nayef Mesnad
Committee Co-Advisor:	Al-Baghli, Nadhir Abbas H.
Committee Members:	Binous, Housam and Hossain, Mohammed Mozahar and Abo-ghander, Nabeel Salem
Depositing User:	MUHAMMAD WASEEM (g201406040)
Date Deposited:	22 Aug 2017 14:03
Last Modified:	31 Dec 2020 07:55
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140373