Vhodné pro studenta, který by v budoucnu rád pracoval u některé petrochemické firmy zde či v zahraničí.
Podle směrnice EU se do distribuční sítě smí dávat zemní plyn obsahující maximálně 2.5 mol% CO2. Této hranice (pokud byla překročena) je obvykle dosaženo absorpčním procesem do vodného roztoku aminů s následnou desorpcí. Po provedené separaci CO2 vzniká Nerudovská otázka Co s ním? U přímořských států se v současné době preferuje uložení přebytečného CO2 na dno moře ve formě klatrátových hydrátů. Typickou vlastností těchto krystalických pevných látek je to, že molekuly vody vytváří hostitelskou mřížku, která má dutiny různé velikosti. Každá dutina může být obsazena jednou hostující molekulou např. CH4, C2H6, C3H8, nC4H10, iC4H10, CO2, N2 a H2S (ale také někdy etylén, argon, krypton atp.). Hydrát tedy může vzniknout jen v případě, že je přítomna vodná kapalná fáze a dostatečně vysoký tlak. Např. pro vodu o teplotě 4 °C je podmínkou vzniku pevného hydrátu H2O+CO2 tlak 2 MPa, což odpovídá minimální hloubce moře 200 m. V České republice se testuje možnost uložení přebytečného CO2 buď do vytěžených plynových ložisek nebo do tzv. aquiferů, což jsou porézní (vlhké) vrstvy zhruba v hloubce 1000 m, kam se CO2 "pumpuje" pomocí hlubinného vrtu. V tomto případě se nesmí vytvářet pevný hydrát, neboť by "ucpal" přívod dalšího CO2.
Cílem této bakalářské práce je seznámit studenta s danou problematikou a vytvoření jednoduchého programu, který pro zvolenou teplotu umožňuje výpočet tzv. hydrátového tlaku, tj. tlakovou hranici, která rozděluje hydrátovou a bezhydrátovou oblast,
Vhodné pro studenta, který by v budoucnu rád pracoval u některé petrochemické firmy zde či v zahraničí.
Je-li zemní plyn v kontaktu s kapalnou vodou (např. vznikem vodní
rosy při snížení teploty nebo zvýšení tlaku uvnitř plynovodu), pak i
při teplotách nad 0 °C může vzniknout klatrátový hydrát, což je pevná
krystalická látka , která vypadá jako hustý sníh a hoří, když se
zapálí. Vznik hydrátu nastane, když tlak v plynovodu je pro danou
teplotu větší než je tzv. hydrátový tlak . Např. pro teplotu 5 °C je
hydrátový tlak kvalitního zemního plynu (90 mol % metanu) roven 1.3
MPa a pro teplotu 15 °C je 4.3 MPa. Při takových podmínkách dojde
k postupnému zamrzání (vytváření pevného hydrátu) až k úplné
neprůchodnosti plynovodu. Typickou vlastností klatrátových hydrátů je
to, že molekuly vody vytváří hostitelskou mřížku, která má dutiny
různé velikosti. Každá dutina může být obsazena jednou hostující
molekulou např. CH4, C2H6, C3H8, n-C4H10, i-C4H10, CO2, N2 a H2S (ale
také někdy etylén, argon, krypton atp.). Před vlastním transportem
prochází zemní plyn obvykle dvojí procedurou.
Nejprve je vysušován
(nástřikem glykolů a následnou kondenzací vody do glykolové fáze), aby
se minimalizovala možnost vzniku vodní fáze během transportu. Poté se
přidávají do zemního plynu tzv. inhibitory hydrátů, tj. látky, které
zvedají hodnotu hydrátového tlaku (např. metanol). Této problematice
je neustále věnována pozornost ze strany předních světových
transportérů zemního plynu.
Cílem této bakalářské práce je seznámit studenta s danou problematikou a vytvoření jednoduchého programu, který pro zvolenou teplotu, složení zemního plynu a zadanou koncentraci inhibitoru umožňuje výpočet tzv. hydrátového tlaku, tj. stanovit tlakovou hranici, která rozděluje hydrátovou a bezhydrátovou oblast,