Способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси
METHOD FOR DETERMINATION OF THERMOBARIC PARAMETERS OF HYDRATE FORMATION IN A MULTICOMPONENT MIXTURE

Изобретение относится к способам определения термобарических параметров (температуры и давления) образования гидратов в многокомпонентной смеси типа нефтяных или природных газов. Оно может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности для предотвращения образования техногенных гидратов или для их получения.
Известен способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси (патент РФ №2625544), включающий определение ее компонентного состава и давления образования гидратов.
Основным недостатком этого способа является невозможность определения термических параметров гидратообразования в зависимости от давления смеси.
Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование способа определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси.
Техническим результатом является увеличение эффективности нахождения равновесной температуры гидратообразования многокомпонентной смеси в зависимости от ее давления.
Технический результат достигается тем, что в способе определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси, включающем определение ее компонентного состава и давления, новым является то, что дополнительно определяют величину давления образования гидрата из каждого компонента при температуре 273,15 К и два барических диапазона, в которые входит величина давления многокомпонентной смеси, по неравенствам соответственно первого диапазона
второго диапазона
1
2
где Р, Р - величины давления многокомпонентной смеси в первом или во втором барических диапазонах, Па;
i
P - давление (Па) образования гидрата из i-го компонента при температуре 273,15 К;
затем рассчитывают равновесные температуры образования гидратов каждого компонента в первом или во втором барическом диапазоне соответственно по формулам
где  - температуры (К) образования гидратов из i-го компонента соответственно в первом или во втором барическом диапазоне;
а, b, с, d - коэффициенты, определяемые опытным путем; после чего рассчитывают равновесную температуру многокомпонентной смеси по формуле
где Т - равновесная температура образования гидратов в многокомпонентной смеси, К;
i1
i2
Y, Y - мольные доли компонентов смеси, относящихся к первому или второму диапазонам;
1
2
q, q - количество компонентов соответственно в первом и во втором барических диапазонах.
При этом численные значения коэффициентов a, b, c и d определены для следующих компонентов:
Технический прием, заключающийся в определении величин давления образования гидрата из каждого компонента при температуре 273,15 К, позволяет определить границу термических условий образования гидратов каждого компонента в зависимости от температуры кристаллизации водного компонента, входящего в состав гидрата. Величина этого давления для каждого компонента индивидуальная и ее определяют по справочным данным или экспериментально. Для некоторых компонентов она приведена ниже
Технический прием, заключающийся в определении двух барических диапазонов, в которые входит величина давления многокомпонентной смеси, по неравенствам соответственно первого диапазона
второго диапазона
1
2
где P, P - величины давления многокомпонентной смеси в первом или во втором барических диапазонах, Па;
позволяет точно определить границы барических условий начала образования гидратов каждого компонента.
Технический прием, заключающийся в расчете равновесных температур образования гидратов каждого компонента в первом или во втором барическом диапазоне соответственно по формулам
где  - температуры (К) образования гидратов из i-го компонента соответственно в первом или во втором барическом диапазоне;
a, b, c, d - коэффициенты, определяемые опытным путем;
позволяет определить границу термических условий начала образования гидратов каждого компонента.
Технический прием, заключающийся в расчете равновесной температуры многокомпонентной смеси по формуле
где Т - равновесная температура образования гидратов в многокомпонентной смеси, К;
i1,
i2
Y Y - мольные доли компонентов смеси, относящихся к первому или второму диапазонам;
1
2
q, q - количество компонентов соответственно в первом и во втором барических диапазонах;
позволяет рассчитать равновесную температуру образования гидратов в многокомпонентной смеси при определенной величине его давления.
Авторам не известны определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси подобным образом.
Практическая реализация предлагаемого способа определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси представлена примером.
ПРИМЕР
Определение температуры образования гидратов в многокомпонентной смеси в зависимости от давления
Имеется многокомпонентная смесь, общий состав которой в мольных долях: метан - 0,57, этан - 0,01, пропан - 0,14, i-бутан - 0,08, пентан - 0,02, гексан - 0,02, гептан - 0,01, диоксид углерода - 0,05, сероводород - 0,05, азот - 0,05.
В смеси содержатся гидратообразующие компоненты, их мольные доли: метан - 0,600, этан - 0,010, пропан - 0,147, i-бутан - 0,084, диоксид углерода - 0,053, сероводород - 0,053, азот - 0,053.
При величине общего давления Р=0,967 МПа сравнивают величину произведения Р=0,967 МПа с величиной  (см. таблицу) и определяют для каждого компонента расчетный барический диапазон.
В первый диапазон попадает два компонента - метан и азот, остальные компоненты - во второй диапазон.
Рассчитывают равновесные термические параметры гидратообразования, относящиеся:
- к первому диапазону для
метана
азота
- ко второму диапазону для
этана
пропана
i-бутана
диоксида углерода
сероводорода
Затем находят равновесную температуру образования гидратов в многокомпонентной смеси