Ing. Милан Режуча, газ и нефт, стр. r. о., Попрад

Публикувахме първата част от тази статия в SLOVGAS 4/2003. В тази втора част авторът се опитва да намери отговори на някои въпроси, които могат да бъдат причинени от появата на хидрати, напр. способността да се предсказва тяхното образуване, предотвратяването на образуването на хидрати и възможността за тяхното отстраняване.

Част I се занимава с хидрати от природен газ, разпространени в разпределителните системи на SPP, и. с. (по-долу само "SPP" газ). Тя също започна въпроса за възможността за образуване на хидрати от биогаз. Добавено е кратко резюме на възможността за образуване на хидратация от газове с високо инертно съдържание.
(N2 + CO2).

В газовата промишленост - за целите на тази статия, газовата индустрия ще започне добива, преработката и транспортирането на природен газ - важно е да знаете отговорите на следните въпроси:

1. Хидратите могат да се образуват при дадените работни параметри (налягане на газа, температура на газа, точка на оросяване на водната пара в газа, газов състав)?
2. Ако при тези обстоятелства могат да се образуват хидрати, колко време ще отнеме, за да се проявят трудностите при работа? Колко дълго мога да си позволя да стартирам системата, знаейки, че могат да се образуват хидрати?
3. Какви стъпки трябва да се предприемат, за да се елиминира рискът от хидратация?
4. Ако хидратите вече са се образували и трябва да бъдат отстранени, как да постъпите?

Отговорете на първия въпрос е най-простият и лесен. Понастоящем съществуват процедури и предлагани в търговската мрежа програми, които позволяват чрез изчисление и с висока степен на точност да се предскаже дали работните параметри са в областта на образуването на хидрати [1], [3] до [8], [10].

част

IN диаграми на Фиг. 6 а 7 са дадени прогнози за образуване на хидрат за газопровода и сондата в статично състояние (без газов поток). Графиките се обработват като цяло и са само за информационни цели. От подобно изградени графики е лесно да се определи дали образуването на хидрат е възможно за дадено работно състояние или не и къде започва секцията с риск от хидратация.

Отговорете на втория въпрос е по-сложно. Изследването на кинетиката на хидратното образуване е едва в зародиш. В наличната литература има непълни и противоречиви данни по този въпрос. Настоящото състояние на знанието не дава възможност да се предскаже съвсем надеждно колко дълго тази система може да работи в условията, когато се образуват хидрати. Понастоящем авторът не знае надежден начин за оценка на степента на образуване на хидратация за система, която работи в областта на образуването на хидратация. Важна констатация е, че опитът показва, че е необходима известна хипотермия, за да се образуват хидрати. Това означава, че за стойностите, намерени в отговор на първия въпрос, е възможно да се управлява системата и има голяма вероятност хидратите все още да не се образуват. Според публикуваните данни е необходимо системата да се охлади с около 1 до 2 ° C в сравнение с очакваната температура. В същото време, колкото по-голямо е охлаждането на системата, толкова по-голяма е скоростта на образуване на хидрат.

Отговорете на третия въпрос. В момента има няколко начина да се предотврати образуването на хидрати. Традиционните включват:

1. отстраняване на един хидратиращ елемент, най-често срещаната вода в газовата промишленост (газово сушене),
2. добавянето на компонент, който привлича водни молекули по-силно от други хидратиращи агенти и по този начин предотвратява образуването на хидрати, като метанол, гликоли, солеви разтвори,
3. повишаване на температурата при дадено налягане,
4. намаляване на налягането при дадена температура.

По-новите методи включват:

5. използване на антиагломеранти - повърхностноактивни вещества, стабилизиращи емулсията вода в масло. Този метод се използва, например, при добив в Северно море. Допълнителни подробности не са известни, тъй като те са обект на търговска тайна на компаниите, които ги използват - те се характеризират с много по-ниска консумация в сравнение с метанола.,
6. използване на кинетични инхибитори на хидратни кристали, забавящи растежа, като поливинилпиролидон.

Доколкото е известно на автора, в условията на словашката газова индустрия са използвани и се използват методите, изброени под номера от 1 до 4.

Методът, изброен под номер едно, се счита за най-безопасната и ефективна мярка. Описанието на методите за сушене с газ е извън обхвата на тази статия. Точката на оросяване на водната пара -6 до -7 ° C при 4.0 MPa осигурява гаранция, че хидратите няма да се появят по време на транспортиране и разпределение на газ при условията, приети в Словакия. Ако точката на оросяване е по-висока от тази стойност, това не означава, че хидратите започват да се образуват - това зависи от няколко обстоятелства, като температура, налягане, стойност на точката на оросяване на водната пара в газа. В този случай е възможно да се извърши анализ, въз основа на който е възможно да се отговори на въпроса къде се измества равновесието, ако точката на оросяване на водните пари в газа е по-висока от изискваната от стандарта.

Най-често се използва спрей с метанол. Използва се повече при добива и преработката на природен газ. Доколкото знам, той не се използва при транспортирането и разпространението на природен газ в условията в Словакия. В словашки условия други инхибитори (гликоли, солеви разтвори) дори не се използват. Съществуват процедури за оценка на количеството инжектиран метанол по такъв начин, че да се предотврати образуването на хидрати при определени условия - дори с достатъчен марж - [1], [3] до [8].

Регулирането на налягането или температурата и тяхното въздействие върху образуването на хидрат са достатъчно илюстрирани в диаграми на Фиг. 2 а 4 публикувано в част I на този член. Същността на тези мерки е да се премести работната точка от зоната на хидратация в зоната, където хидратите не се образуват.

В заключение е необходимо да се подчертае, че само чрез регулиране на точката на оросяване на водните пари може окончателно да се реши проблемът с образуването на хидрати в системата за пречистване и транспортиране на газове. Други практики само ще "избутат" този проблем и може да доведат до решаване на проблема с хидратацията на няколко километра.

Мерките, изброени под номера 5 и 6, не се прилагат в условията на словашката газова индустрия. Възможна е комбинация от мерки от 1 до 4, но обстоятелствата, които могат да възникнат, трябва винаги да бъдат внимателно обмислени. И в този случай е необходимо да се пристъпи към всеки отделен случай.

Отговорете на четвъртия въпрос. Тук профилактиката е по-добра и евтина от премахването на последствията. Понякога хидратите могат да се образуват дори в случай на непредвидени геоложки и експлоатационни условия и да запушат екстракционната колона на сондата, те могат да се образуват в газопровода, където водата не е била отстранена в достатъчна степен след ремонта, параметрите могат да се формират в технологията . Някои точки обаче са често срещани. Основният принцип е да се достигнат работните параметри на засегнатия участък до зоната, където хидратите не се образуват.

Ако в тръбата вече се е образувал хидратен щепсел, отстраняването му е относително отнемащо време и опасно. Ако положението на хидратния щепсел в тръбата може да бъде локализирано, то може да бъде премахнато, например чрез локално отопление. В този случай е необходимо да се погрижите за евакуацията на отделения газ. Локално може да възникне високо налягане, което също може да разруши тръбопроводите.

Ако запушалката не може да бъде разположена, тя може да бъде премахната, например чрез намаляване на налягането. По време на тази процедура трябва да се следи и температурата в тръбата. Не трябва да пада под 0 ° C - премахването на лед обикновено е дори по-сложно от премахването на хидратната запушалка. Когато намалявате налягането, действайте много внимателно и се уверете, че налягането е намалено еднакво от двете страни на запушалката. В противен случай съществува опасност хидратният щепсел да бъде „изстрелян“ през тръбопровода. Описани са случаи на произшествия поради това заглавие и с относително големи щети.

Други употреби на газови хидрати

Газохидратите и техните свойства могат да се използват по различни начини. Описана е възможността за транспортиране и съхранение на газове под формата на хидрат, използването им като изсушаваща среда при приготвянето на дехидратирана храна, за премахване на мъглата около летищата. Газохидратите могат да се използват за обезсоляване на морска вода, както и за концентриране и третиране на водни разтвори [6].

Описан е метод за успешно потискане на изригването на сонда с хидратна запушалка [6].

[1] CARROLL, J .: Хидрати на природен газ; Професионално издателство в Персийския залив/Elsevier; 2003 г.
[2] PETERKA, P., KAЉUBA, P.: Хидрати от природни газове - част 1, SLOVGAS, година VIII., No. 6/99, стр. 23-24, 1999
PETERKA, P., KAЉUBA, P.: Хидрати от природни газове - част 2, SLOVGAS, том IX., No. 1/2000, стр. 22-25, 2000
[3] СЛОАН, Е. Д.; Клатратни хидрати на природни газове; Второ издание; Марсел Декер 1998
[4] GPSA инженерна книга с данни; Единадесето издание-SI; GPSA 1998
[5] КОЛЕКТИВ: Наръчник за газ; ГАЗ s. r. о., Прага 1997
[6] MAKOGON, J. F.: Хидрати на въглеводороди; PennWell Books 1997
[7] LYONS, W. C: Стандартен наръчник по инженеринг на нефт и природен газ; Издателство в Персийския залив 1996 г.
[8] BENEЉ, PICK: Отоплителни газове; ИPNS; Прага 1995
[9] STN 38 61 10 Природен газ, валиден от 1.1.1992 г.
[10] различни интернет адреси; Не изброявам

Ing. Павел Петерка, д-р, ТУ Кошице, Факултет на BERG, Катедра по петролно инженерство
Ing. Томаш Ференч, Нафта, а. с., Гбели
RNDr. Роман Брихта, SPP, a. с., OZ VVNP