6.5.4. Предупреждение образования и ликвидация гидратов

Для предупреждения образования гидратов можно применять следующие способы.

1. Подогрев газа. Если кривая 2 займет положение 2^l (рис. 6.17), то на всем протяжении газопровода температура газа будет выше температуры точки росы и, следовательно, свободная вода выпадать не будет, т. е. не будет условий для образования гидратов.

2. Понижение температуры точки росы газа.

Если кривая 3 займет положение З¹ (рис.6.17), то на всем протяжении газопровода температуры точки росы газа будут ниже его температуры и, значит, капельная вода выделяться не будет. В этих условиях гидраты образоваться не смогут. Понизить температуру точки росы газа возможно следующими способами:

а) уменьшением давления при транспорте газа (при этом наряду с понижением температур точек росы снижается также, температура начала образования гидратов);

б) нейтрализацией воды, выпадающей в жидком виде;

в) уменьшением содержания влаги в газе (осушка).

3. Уменьшение плотности газа извлечением из него тяжелых углеводородов (С_3+В). При этом увеличивается давление и снижается температура, при которых начинают образовываться гидраты.

Подогрев газа в некоторых случаях используют как для предупреждения образования гидратов, так и для ликвидации гидратных пробок.

Уменьшение давления при транспорте газа обычно используется только для ликвидации гидратных пробок, но не как средство предупреждения образования гидратов, потому что это связано с одновременным уменьшением пропускной способности газопровода.

Для понижения точки росы газа нейтрализацией выпадающей воды в поток газа вводят ингибиторы (гликоли, метанол, раствор хлористого кальция, аммиак, ацетон и др.). В России для этих целей применяется в основном метанол (метиловый спирт). Обычно используют водный раствор метанола.

На предприятиях нефтяной промышленности установлен порядок определения потребного объема метанола на обработку газа исходя из расчетных норм расхода.

Норма расхода метанола определяется по формуле:

кг / 1 млн. м³ (6.38)

где W₁, W₂ — влажность газа соответственно в начале и в конце участка, на котором образуются гидраты, кг/1000 м³;

С₁ — концентрация вводимого метанола, масс. %;

С₂ — концентрация отработанного метанола в воде в конце участка, на котором образуются гидраты, масс. %;

α - коэффициент, характеризующий отношение содержания метанола в газе к концентрации метанола в воде в конце участка, на котором образуются гидраты.

В

Рис.6.18. Концентрация метанола в воде в зависимости от снижения равновесной температуры гидратообразования Δt.

лажность газа определяется по рис. 6.15.

Для определения концентрации отработанного метанола надо предварительно установить снижение равновесной температуры, необходимое для предотвращения гидратообразования, по формуле

(6.39)

где t₁ — равновесная температура гидратообразования, °С;

t₂ — температура газа в конце участка, на котором образуются гидраты, °С.

Равновесная температура гидратообразования определяется по константам равновесия системы газ—твердый гидрат или по рис.6.16 (в зависимости от плотности газа).

По известной Δt находят С₂, пользуясь графиком, приведенным на рис.6.18.

Коэффициент α определяют по специальной номограмме для абсолютного давления P₂ и температуры t₂ в конце участка, на котором образуются гидраты. При P₂ = 1 МПа и ниже произведение С_{2 *} α можно приравнять нулю.