Изучение кинетики образования гидратов

ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ОБРАЗОВАНИЯ ГИДРАТОВ

1 2 Ражабов А.У. , Абдуллаева Ш.Ш.

1Ражабов Аббос Уктамович - студент; 2Абдуллаева Шохиста Шухратовна - преподаватель, кафедра технологии нефте-газохимической промышленности, факультет технологии нефте-газохимической промышленности, Бухарский инженерно-технологический институт, г. Бухара, республика Узбекистан

Аннотация: в данной статье изучены скорость образования гидратов. При транспортировании газоконденсата, особенно нестабильного, по трубопроводам при наличии в нем пресной или низкоминерализованной воды и природного газа возможно образование гидратных пробок. В процессе образования гидратов легких углеводородов происходит механический захват жидкого конденсата. Капли конденсата как бы оказываются окруженными кристалликами гидрата. Объем конденсата, захваченного при образовании льда, примерно в 1,5—2,0 раза меньше, чем при образовании гидратов.

Ключевые слова: ингибитор, гидрат, метанол, этанол, пропанол, скважина, газопровод.

Изучение кинетики образования гидратов представляет научный и практический интерес, поскольку знание скорости их образования позволит определить частоту подачи ингибитора в скважины или газопроводы. Однако в литературе имеется очень мало работ по кинетике образования гидратов в динамических условиях, характеризующих реальные условия выделения гидратов в трубопроводах и аппаратах.

Скорость образование гидратов при контакте природного газа с водой увеличивается с понижением температуры и повышением давления [1]. Большое влияние на скорость гидратообразования оказывают условия массопередачи. Время гидратообразования: 1—1 ч; 2 — 2 ч; 3 — 3 ч; 4 — 4 ч; 5 — 8 ч; 6 — 7 ч 45 мин.

Рис. 1. Время перехода 100 мл природного газа в гидратную решетку от Давления при разных температурах.

Рис. 2. Влияние метанола на объем пропана, связанного в гидрат при —10 °С и 354,6 кПа:

Если гидратообразователь не растворяется в воде, преобладающее влияние на скорость образования гидрата оказывает абсорбция гидратообразователя водой—

52

массопередача. В тех случаях, когда гидратообразователь хорошо растворим в воде, преобладающим фактором является интенсивность отвода тепла — теплопередача.

Зависимость времени перехода природного газа в гидратную решетку от давления при разных температурах приведена на рис 1. Анализ кривых показывает, что с увеличением давления и понижением температуры повышается скорость образования гидрата. Однако при низких температурах повышение давления мало влияет на процесс гидратообразования. Повышение же температуры замедляет процесс образования гидратов.

Практический интерес представляют исследования, показавшие влияние незначительной добавки (0,5—2,0 % мол.) некоторых органических соединений, таких, как этиленгликоль, метанол, этанол и пропанол, на ускорение процесса образование гидратов. На рис. 2. показано, как с введением метанола изменяется количество пропана, связанного в гидрат, и время образования гидрата [2]. Как видно, с увеличением содержания метанола в водно-метанольном растворе количество пропана в смеси проходит через максимум. Характерно, что с увеличением времени образования гидрата максимум возрастает.

Гидраты, образующиеся в скважинах, шлейфах, газопроводах или аппаратах, разрушаются при снижении давления в системе, при разогреве аппарата или участка трубопровода, где произошло образование гидрата, а также при вводе ингибиторов — метанола, этанола и пропанола, гликолей, аммиака, хлорида кальция, способствующих разрушению гидратов [3].

Аммиак в качестве ингибитора гидратообразования применяется редко, так как он реагирует с диоксидом углерода, содержащимся в природном газе, и при этом образуется осадок карбоната аммония, который забивает запорную арматуру.

Список литературы

1. Коротаев Ю.П., Кулиев А.М., Мусаев Р.М. Борьба с гидратами при транспорте природных газов. М., Недра, 1973. С. 136.

2. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и газа. М.: Химия, 1999. 567 с.

3. Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. 3-е изд. М. Химия, 1980.