۹.۰۳

۸.۰۹

در این دما و فشار در انتهای لوله نیز برای بازدارنده MEG با مقدار تزریق ۹.۵۵m³/h در غلظت ۷۰‌درصد، برای بازدارنده متانول با مقدار تزریق ۹.۰۳m³/h در غلظت ۹۰ درصد می توان از تشکیل هیدرات در خط دریایی جلوگیری کرد. همانطور که از جدول ‏۳‑۳۰ مشاهده می‌شود حتی غلظت ۱۰۰ درصد DEG هم نمی‌تواند با مقدار تزریق ‌۱۰m³/h از تشکیل هیدرات جلوگیری نماید. بنابراین DEG از گزینه‌های تزریق بیرون می‌آید.

فصل چهارم
تجزیه و تحلیل داده‌ها (یافته‌ها)
مبارزه با هیدرات با بهره گرفتن از گرما و فشار
در فصل­های اولیۀ تلاش کردیم که روش­هایی برای تعیین شرایط فشار و دمای هیدرات، ارائه کنیم. یکی دیگر از راه­های مبارزه با هیدرات، اجتناب از وارد شدن به نواحی فشاری و دمایی است که در آنها هیدرات تشکیل می­ شود. این مسئله، موضوع این فصل است. یک قالب هیدرات هنگامی در خط لوله شکل می­گیرد که شرایط تشکیل هیدرات (آب، گاز و ترکیب مناسب دما و فشار) وجود داشته باشد. در این فصل این موضوع بررسی می­ شود که چگونه می­توانیم از عامل سوم به نفع خودمان برای مبارزه با هیدرات استفاده کنیم. در خط انتقال دو پدیده زیر بسیار ما را شدیداً تهدید می‌کنند، پس باید مبارزه با هیدرات را از دما و فشار آغاز کنیم:
پدیده حافظه : اگر هیدرات روی آب تشکیل شود که قبلاً در فرایند تشکیل و سپس تخریب هیدرات مورد استفاده قرار گرفته است، زمان کمتری برای تشکیل لازم دارد به این پدیده در هیدرات‌ها پدیده حافظه می‌گویند.
اثر پل : در صورتیکه قطره آب قبلاً در تشکیل و تخریب کریستال شرکت داشته باشد، وقتی دوباره تشکیل هیدرات میدهد زمان القاء کمتر می‌شود. دیده شده است که اگر در حضور قطره‌ای که حافظه هیدرات دارد، قطرات آبی اضافه شود، زمان تشکیل هیدرات برای قطرات جدید آب هم، همان زمان قطرات آب حافظه دار است به این پدیده اثر پل می‌گویند.
کاهش فشار
یکی دیگر از روش­های پاکسازی هیدرات این است که به محض تشکیل هیدرات، فشار را باید کاهش داد. براساس اطلاعاتی که پیشتر ارائه شد، با کاهش فشار، هیدرات دیگر یک فاز پایدار نیست. این امر با یخ متفاوت است. کاهش فشار اثر کمی روی نقطۀ انجماد یخ دارد.
از لحاظ تئوری، این کار عملی است، امّا فرایند لحظه­ای نیست، مدتی طول می­کشد که هیدرات ذوب شود. داستان­های ترسناکی دربارۀ کسانی که فشار خط لوله را کم کرده و سپس یکی از اتصالات را باز کرده ­اند، وجود دارد، زیرا بعد از آن از طریق پرتابۀ هیدرات کشته شده ­اند.
هم تئوری و هم تجربه نشان می­دهد که قالب­ها تمایل به ذوب شدن شعاعی دارند (از دیوارۀ لوله تا مرکز)]۶۲[. قالب به سمت داخل کوچک می­ شود، امّا به­ دلیل جاذبۀ زمین به پایین لوله می­رود. به این شکل مسیر جریانی برای ارتباط بین دو طرف قالب ایجاد می­ شود که به­ طور معمول هم خیلی سریع اتفاق می­افتد. در مقابل، اگر قالب به‌صورت خطی ذوب می­شد، تا وقتی که کل قالب ذوب نشده، هیچ پیوند جریانی ایجاد نمی­شد. طبیعت متخلخل و تراوای بیشتر قالب­های هیدرات به این معناست که ارتباط جریانی درون قالب می ­تواند وجود داشته باشد، در این­صورت فشار دو طرف برابر می­ شود. بااین­حال، غیرمنطقی است که فکر کنیم همواره به این صورت است. درحالی که اغلب اوقات، قالب­ها خیلی تراوا نیستند.
به­ طور معمول هر چه فشار کمتر باشد، قالب سریع­تر ذوب می­ شود. بااین­حال، وقتی فشار پایین می ­آید، به­خاطر اثر ژول- تامسون دما نیز کاهش می­یابد. امّا اگر کاهش فشار به­سرعت انجام گیرد، زمانی برای تعادل با محیط وجود ندارد و باید انتظار داشته باشیم که سامانه گرم شود.
استفاده از گرما
پیشتر دربارۀ دمایی و فشاری که در آن هیدرات تشکیل می­ شود، بحث کردیم. برای جلوگیری از تشکیل هیدرات، می­توان تنها دمای سیال را بالاتر از دمای تشکیل هیدرات نگاه داشت (با در نظر گرفتن حاشیۀ ایمنی مناسب). روش دیگر این است که می­توان عملیات را در فشارهای کمتر از فشار تشکیل هیدرات انجام داد. برای خط لولۀ مدفون^[۱۷۲]، که در آن گرما از خط لوله وارد محیط می­ شود، دمای سیال باید به­گونه ­ای باشد که هرگز وارد ناحیۀ تشکیل هیدرات نشود. این گرما دادن به­ طور معمول به دو روش انجام می­گیرد:
با گرم­کن‌های خط لوله : از گرم­کن­ می­توان برای گرم کردن سیال استفاده کرد. از آنجا که در این روش تنها در یک نقطه، تزریق انرژی داریم، مقدار این انرژی باید به حدی باشد که دمای سیال تا نقطۀ بعدی تزریق گرما، بیشتر از دمای تشکیل هیدرات بماند، به این معنا که دمای سیال ورودی به خط لوله باید بسیار بیشتر از دمای تشکیل هیدرات آن باشد.
دادن گرمای مستمر^[۱۷۳] : یکی دیگر از روش­های گرما دادن به سامانه، گرما دادن مستمر است. در این روش، گرما به‌صورت مستمر در خط لوله تزریق می­ شود. بنابراین، دیگر نیاز نیست که مانند حالت قبل دمای سیال خیلی زیاد باشد. در تزریق مستمر انرژی کافی است دمای‌سیال کمی بیشتر از دمای تشکیل هیدرات باشد. گرمای مستمر می‌تواند به­ صورت الکتریکی یا با بهره گرفتن از یک سیال (مانند روغن داغ یا گلایکول) باشد. در هر یک از این حالات، ابزار گرمایی در نزدیکی خط لوله­ای که باید گرم شود، قرار می­گیرد. گرما دادن مستمر به­­ویژه در شیرها^[۱۷۴] انجام می­گیرد. شیرها به دلیل اثر ژول تامسون، مستعد انجماد هستند.
عایق کاری : یکی دیگر از ابزارهای مبارزه با تشکیل هیدرات، عایق­کاری است. خط لولۀ عایق­بندی­شده نسبت به خط لولۀ بدون عایق، با نرخ آهسته­تری گرمای خود را از دست می­دهد. به این معنا که گرم­کن دمای کمتری برای آن فراهم می­ کند و در نتیجه عملکرد ضعیف­تری خواهد داشت. علاوه بر این، عملکرد ضعیف یعنی هزینه­ های عملیاتی کمتر. در واقع، استفادۀ مناسب از عایق، در بعضی موارد می ­تواند نیاز به گرم­کن را برطرف کند.
اتلاف گرما از یک خط لولۀ مدفون
اتلاف گرما از خط لولۀ مدفون را می­توان با بهره گرفتن از اصول بنیادی انتقال حرارت، محاسبه کرد. می‌توانید از معادله بنیادی انتقال حرارت شروع کنیم:

(۴-۱)

که در آن Q نرخ انتقال حرارت، U ضریب کلی انتقال حرارت، A مساحت در دسترس برای انتقال‌حرارت و ΔT_lm میانگین لگاریتمی دماست که از رابطۀ زیر به­دست می ­آید:

(۴-۲)

ضریب کلی انتقال، U، مجموع چهار حرارت است:
(۱) همرفت^[۱۷۵] به­ دلیل جریان سیال در لوله