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Disidratazione del gas naturale

Informazioni tesi

  Autore: Salvatore Papasidero
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria chimica
  Relatore: Carlo Gostoli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 76

Il contenuto di questa tesi si focalizza sull’ultimo trattamento che il gas naturale estratto dai giacimenti subisce prima di essere immesso nelle linee, ovvero la rimozione dell’acqua in esso contenuta. Dopo una introduzione sui requisiti del gas naturale vengono trattate le proprietà degli idrati, le condizioni favorevoli alla loro comparsa e i metodi per prevenirne la formazione. Vengono quindi esposti nel dettaglio i metodi per la disidratazione del gas con l’impiego di soluzioni assorbenti e per adsorbimento su solido. Nel capitolo sull’assorbimento viene discusso il trasporto di materia con particolare riguardo al contesto delle colonne di assorbimento, trattando i bilanci di materia e il dimensionamento di colonne a piatti ed a riempimento. Sono quindi esposti i principali schemi d’impianto per assorbimento con soluzioni di glicole, rivedendo in dettaglio i principali apparati che li costituiscono ed esaminando le differenze fra di essi. Nel capitolo successivo vengono trattate le cinetiche di adsorbimento, la gestione, dimensionamento e perdite di carico nei letti di adsorbimento con considerazioni sulla Mass Transfer Zone.
Vengono poi discussi i metodi di iniezione di additivi al gas naturale per prevenire la formazione di idrati. Infine sono discusse le problematiche di inquinamento di questi impianti, in termini di emissioni di VOC. Sono quindi trattati in generale i processi di trattamento termico e catalitico di queste correnti.

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18 [...] Un fattore limitante alla formazione degli idrati sono le proprietà chimiche delle molecole ospiti. In generale, anche se la molecola di gas è di piccole dimensioni ma risulta potenzialmente solubile in acqua, non si avrà formazione di idrati; allo stesso modo se la molecola è in grado di interferire con i legami a idrogeno fra le molecole di acqua (su cui si basa la stabilità della struttura) non si avrà formazione di idrati; infatti molecole come il metanolo che è in grado di interferire molto con i legami a idrogeno ed è solubile in acqua, non darà formazione di idrati. Alla luce di quanto esposto finora sugli idrati, si può fare una stima della quantità globale di gas che riescono a contenere; se consideriamo le proprietà degli idrati del metano a 0°C, la densità è 913 Kg/m 3 la massa molare 17.74 Kg/Kmol e la concentrazione di metano è 14.1 moli percentuali, ovvero vi sono 141 molecole di metano per 859 molecole di acqua; da qui si può ricavare il volume di gas intrappolato in 1 m 3 di idrato che ha una massa di 913 Kg. Convertendo questo valore in moli si ottengono 913/17.74 = 51.45 Kmol di idrato che corrispondono a 51.45*0.141 = 7.257 Kmol di metano. Usando l’equazione di stato dei gas perfetti per calcolare il volume in condizioni standard dette Kmoli occupano un volume di 171.5 Sm 3 . Quindi 1 m 3 di idrati contiene circa 170 Sm 3 di metano. A titolo di confronto, 1 m 3 di metano liquido contiene 26.33 Kmoli che corrispondono a 622 Sm 3 ed 1m 3 di metano compresso a 7 MPa e 27°C corrisponde a 74.4 Sm 3 di gas metano. Da queste considerazioni si sta sviluppando di recente l’idea di sfruttare gli idrati come contenitori per il trasporto di gas metano al posto delle classiche metaniere che trasportano metano liquido, visto che gli idrati possono essere stoccati a temperature più consone rispetto al gas liquefatto, sono relativamente stabili ed è semplice il recupero del gas in essi contenuto. [...]

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Parole chiave

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assorbimento
bilanci di materia
btx
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disidratazione
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