RU2829893C1 - Hydrate dissociation method - Google Patents
Hydrate dissociation method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2829893C1 RU2829893C1 RU2023120907A RU2023120907A RU2829893C1 RU 2829893 C1 RU2829893 C1 RU 2829893C1 RU 2023120907 A RU2023120907 A RU 2023120907A RU 2023120907 A RU2023120907 A RU 2023120907A RU 2829893 C1 RU2829893 C1 RU 2829893C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reagent
- hydrate
- temperature
- aqueous solution
- determined
- Prior art date
Links
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Natural products OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N EtOH Substances CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N anhydrous diethylene glycol Natural products OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Natural products O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 5
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Inorganic materials [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N hydrochloric acid Substances Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Substances OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Inorganic materials [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Inorganic materials [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000002925 chemical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- SIWNEELMSUHJGO-UHFFFAOYSA-N 2-(4-bromophenyl)-4,5,6,7-tetrahydro-[1,3]oxazolo[4,5-c]pyridine Chemical compound C1=CC(Br)=CC=C1C(O1)=NC2=C1CCNC2 SIWNEELMSUHJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности, в частности, к способам диссоциации гидратов путем воздействия на них химических реагентов. Оно может быть использовано при ликвидации техногенных гидратов в системах добычи, сбора, подготовки, транспорта и переработки углеводородов, а также при добыче газа из природных гидратов.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to methods of dissociating hydrates by exposing them to chemical reagents. It can be used to eliminate man-made hydrates in hydrocarbon production, collection, preparation, transportation and processing systems, as well as in gas production from natural hydrates.
Известен способ ликвидации гидрата путем диссоциации от воздействия реагента, состоящего из одного или нескольких антигидратных компонентов, и включающий подачу реагента на контакт с гидратом. (Истомин В.А., Квон В.Г. Предупреждение и ликвидация газовых гидратов в системах добычи газа. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004. С. 424, 432, 433).A method is known for eliminating a hydrate by dissociation from the action of a reagent consisting of one or more antihydrate components, and including supplying the reagent to contact with the hydrate. (Istomin V.A., Kvon V.G. Prevention and elimination of gas hydrates in gas production systems. - M.: OOO IRC Gazprom, 2004. Pp. 424, 432, 433).
Общим признаком известного и предлагаемого способов является подача реагента, состоящего из одного или нескольких антигидратных компонентов, на контакт с гидратом.A common feature of the known and proposed methods is the supply of a reagent consisting of one or more antihydrate components to contact with the hydrate.
К недостаткам известного способа необходимо отнести использование раствора реагента в количестве, определяемом путем экспертных оценок, что обычно приводит к повышенным расходам реагента (зачастую дорогостоящего) и негативным последствиям: увеличение его потерь и повышенным затратам энергии на регенерацию, что обуславливает повышение эксплуатационных расходов.The disadvantages of the known method include the use of a reagent solution in an amount determined by expert assessments, which usually leads to increased reagent consumption (often expensive) and negative consequences: increased losses and increased energy costs for regeneration, which leads to increased operating costs.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ диссоциации гидратов от воздействия водных растворов различных химических реагентов (Справочник по транспорту горючих газов. Под редакцией К.С. Зарембо. М. Гостоптехиздат, 1962. С. 29-30, фиг. 12, 13). В способе представлены термобарические условия разложения гидратов от действия 10 %-ных водных растворов аммиака, этилового спирта, хлористого кальция, нормального пропилового спирта, ацетона, а метанола - до 25%.The closest in technical essence and achieved result to the proposed one is the method of hydrate dissociation from the action of aqueous solutions of various chemical reagents (Handbook on the transport of combustible gases. Edited by K.S. Zarembo. M. Gostoptekhizdat, 1962. Pp. 29-30, Figs. 12, 13). The method presents the thermobaric conditions for the decomposition of hydrates from the action of 10% aqueous solutions of ammonia, ethyl alcohol, calcium chloride, normal propyl alcohol, acetone, and methanol - up to 25%.
Общими признаками известного и предлагаемого способов является определение термобарических параметров среды, окружающей гидрат, и подачу реагента на контакт с ним.The common features of the known and proposed methods are the determination of the thermobaric parameters of the environment surrounding the hydrate and the supply of a reagent to contact it.
К недостаткам известного способа необходимо отнести использование водного раствора химического реагента в узком диапазоне его концентрации и в количестве, определяемом путем экспертных оценок, что обычно приводит к повышенным расходам реагента и ряду негативных последствий:The disadvantages of the known method include the use of an aqueous solution of a chemical reagent in a narrow range of its concentration and in a quantity determined by expert assessments, which usually leads to increased reagent consumption and a number of negative consequences:
- повышенным затратам энергии при его регенерации и/или утилизации в специальных установках, для чего обычно затрачивается большое количество энергии (тепловой и электрической), что увеличивает эксплуатационные затраты;- increased energy costs during its regeneration and/or disposal in special installations, which usually requires a large amount of energy (thermal and electrical), which increases operating costs;
- применение повышенного количества реагентов (зачастую дорогостоящих) обуславливает увеличение их потерь и, следовательно, повышение эксплуатационных затрат на компенсацию потерь;- the use of increased quantities of reagents (often expensive ones) leads to an increase in their losses and, consequently, an increase in operating costs to compensate for the losses;
- проведение процессов ликвидации гидратов с повышенным количеством химических реагентов и их потери требуют постоянного пополнения используемых реагентов, поэтому необходимо иметь объемные специально оборудованные хранилища, обслуживаемых и охраняемых персоналом, что увеличивает эксплуатационные затраты в целом.- carrying out processes for eliminating hydrates with an increased amount of chemical reagents and their losses require constant replenishment of the reagents used, therefore it is necessary to have large, specially equipped storage facilities, serviced and guarded by personnel, which increases operating costs in general.
Задачей изобретения является повышение эффективности диссоциации гидратов.The objective of the invention is to increase the efficiency of hydrate dissociation.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является оптимизация расхода реагента.The technical result of the proposed invention is the optimization of reagent consumption.
Технический результат достигается тем, что в способе диссоциации гидрата путем воздействия на него реагента, состоящего из одного или нескольких антигидратных компонентов, включающий определение термобарических параметров среды, окружающей гидрат, и подачу реагента на контакт с ним, новым является то, что дополнительно определяют:The technical result is achieved in that in the method of dissociating a hydrate by exposing it to a reagent consisting of one or more antihydrate components, including determining the thermobaric parameters of the environment surrounding the hydrate and supplying the reagent to contact it, what is new is that the following is additionally determined:
- концентрацию и температуру реагента перед его подачей,- concentration and temperature of the reagent before its supply,
- температуру декристаллизации гидратной решетки,- decrystallization temperature of the hydrate lattice,
- температуру замерзания водного раствора реагента, полученного в результате процесса диссоциации гидрата,- the freezing temperature of the aqueous solution of the reagent obtained as a result of the hydrate dissociation process,
после чего реагент подают с расходом, обеспечивающим необходимую скорость диссоциации гидрата, рассчитываемую по формулеafter which the reagent is supplied at a rate that ensures the required rate of hydrate dissociation, calculated using the formula
где:Where:
- W - скорость разложения гидрата, кг/с;- W - hydrate decomposition rate, kg/s;
- L - расход исходного реагента, кг/с;- L - consumption of the initial reagent, kg/s;
- X - массовая доля антигидратных компонентов в реагенте; - X - mass fraction of antihydrate components in the reagent;
- С - теплоемкость реагента, Дж/(кг·К);- C - heat capacity of the reagent, J/(kg K);
- Тдг - температура декристаллизации гидратной решетки, К;- T dg is the decrystallization temperature of the hydrate lattice, K;
- Тзр - температура замерзания водного раствора реагента, полученного в результате процесса диссоциации гидрата, К;- T zp is the freezing temperature of the aqueous solution of the reagent obtained as a result of the hydrate dissociation process, K;
- Тр - температура подаваемого реагента, К;- T p - temperature of the supplied reagent, K;
- Тг - температура среды, окружающей гидрат, К;- T g is the temperature of the environment surrounding the hydrate, K;
- Н - удельная энергия диссоциации гидрата, Дж/кг. - H - specific energy of hydrate dissociation, J/kg.
Кроме того, величину температуры декристаллизации гидратной решетки определяют по формулеIn addition, the value of the decrystallization temperature of the hydrate lattice is determined by the formula
гдеWhere
- T дг - температура декристаллизации гидратной решетки, К;- T dg - decrystallization temperature of the hydrate lattice, K;
- P - давление среды, окружающей гидрат, МПа.- P - pressure of the environment surrounding the hydrate, MPa.
Кроме того, величину температуры замерзания разбавленного водного раствора однокомпонентного реагента определяют по формуле:In addition, the freezing temperature of a diluted aqueous solution of a single-component reagent is determined by the formula:
, ,
гдеWhere
- Тзр - температура замерзания разбавленного водного раствора однокомпонентного реагента, К;- T zp is the freezing temperature of a diluted aqueous solution of a single-component reagent, K;
- ω - массовая доля воды, выделившаяся из гидрата в процессе его диссоциации, определяемая опытным путем;- ω is the mass fraction of water released from the hydrate during its dissociation, determined experimentally;
- a, b, d - коэффициенты, определяемые для однокомпонентных реагентов опытным путем.- a , b , d - coefficients determined for single-component reagents experimentally.
Кроме того, величины массовой доли содержания воды в гидратах из природных газов определены в пределах 0,86 - 0,94, причем ее значение увеличивается с уменьшением содержания метана в составах газов от 99 до 50 % масс.In addition, the values of the mass fraction of water content in hydrates from natural gases are determined to be within the range of 0.86 - 0.94, and its value increases with a decrease in the methane content in the gas compositions from 99 to 50% by weight.
Кроме того, численные значения коэффициентов a, b, d определены для однокомпонентных реагентов следующих классов химических соединенийIn addition, the numerical values of the coefficients a , b , d are determined for single-component reagents of the following classes of chemical compounds
Кроме того, величину температуры замерзания разбавленного водного раствора многокомпонентного реагента определяют по формуле:In addition, the freezing temperature of a diluted aqueous solution of a multicomponent reagent is determined by the formula:
гдеWhere
- Yi, Tзрi массовая доля и температура замерзания [К] i-го разбавленного водного раствора однокомпонентного реагента.- Y i , T zрi mass fraction and freezing temperature [K] of the i- th diluted aqueous solution of a single-component reagent.
Технический прием, заключающийся в том, что дополнительно определяют:A technical method that involves additionally determining:
- концентрации и температуры реагента перед его подачей,- concentration and temperature of the reagent before its supply,
- температуры декристаллизации гидратной решетки,- decrystallization temperatures of the hydrate lattice,
- температуры замерзания водного раствора реагента, полученного в результате процесса диссоциации гидрата,- the freezing temperature of the aqueous solution of the reagent obtained as a result of the hydrate dissociation process,
позволяет учесть химические и термические параметры реагента и гидрата и оптимально воздействовать на процесс диссоциации последнего, и, тем самым, повысить его эффективность.allows to take into account the chemical and thermal parameters of the reagent and hydrate and optimally influence the dissociation process of the latter, and, thus, increase its efficiency.
Технический прием, заключающийся в том, что подают реагент с расходом, обеспечивающим необходимую скорость диссоциации гидрата, рассчитываемую по формулеA technical method that involves feeding a reagent at a rate that ensures the required rate of hydrate dissociation, calculated using the formula
позволяет обеспечить диссоциацию гидрата с оптимальными расходом реагента и содержанием (концентрацией) в нем антигидратных компонентов, как следствие, с максимальной эффективностью. Формула объективно отражает процесс диссоциации гидрата. В числителе в квадратных скобках первое слагаемое отражает химическое воздействие реагента на гидрат, второе слагаемое учитывает теплоту реагента. Числитель соотношения является полным удельным количеством энергии реагента, воздействующей на гидрат, в единицу времени. Знаменатель является удельной энергией, необходимой для диссоциации гидрата.allows for hydrate dissociation with optimal reagent consumption and content (concentration) of antihydrate components in it, and, as a result, with maximum efficiency. The formula objectively reflects the hydrate dissociation process. In the numerator in square brackets, the first term reflects the chemical effect of the reagent on the hydrate, the second term takes into account the heat of the reagent. The numerator of the ratio is the total specific amount of reagent energy acting on the hydrate per unit of time. The denominator is the specific energy required for hydrate dissociation.
Таким образом, формула объективно показывает скорость диссоциации гидрата. Поэтому она может быть использована в расчетах, необходимых для определения времени ликвидации гидратов в промышленности и принятия инженерных решений по поддержанию или изменению параметров процесса их диссоциации. Ее применение позволяет рассчитывать оптимальные расходы реагентов с требуемыми концентрациями, что снижает эксплуатационные затраты.Thus, the formula objectively shows the rate of hydrate dissociation. Therefore, it can be used in calculations necessary to determine the time of hydrate elimination in industry and to make engineering decisions on maintaining or changing the parameters of their dissociation process. Its application allows calculating the optimal consumption of reagents with the required concentrations, which reduces operating costs.
Технический прием, заключающийся в том, что величину температуры декристаллизации гидратной решетки определяют по формуле:A technical method that consists of determining the value of the decrystallization temperature of the hydrate lattice using the formula:
, ,
позволяет рассчитать температуру декристаллизации гидратной решетки в зависимости от давления среды, окружающей гидрат и повысить точность определения химического воздействия реагента на гидрат, что способствует оптимизации расхода реагента.allows to calculate the decrystallization temperature of the hydrate lattice depending on the pressure of the environment surrounding the hydrate and to increase the accuracy of determining the chemical effect of the reagent on the hydrate, which helps to optimize the consumption of the reagent.
Технический прием, заключающийся в том, что величину температуры замерзания разбавленного водного раствора однокомпонентного реагента определяют по формуле:A technical method that consists of determining the freezing temperature of a diluted aqueous solution of a single-component reagent using the formula:
, ,
позволяет точно определить температуру замерзания водного раствора реагента, полученного в процессе диссоциации гидрата. Формула объективно отражает зависимость температуры замерзания разбавленного водного раствора однокомпонентного реагента в зависимости от концентрации антигидратного компонента в реагенте, массовой доли воды, содержащейся в гидрате и типа реагента, учитываемого опытными коэффициентами. Использование этой формулы позволяет по величине температуры замерзания выбрать оптимальный тип и расход реагента.allows to accurately determine the freezing point of the aqueous solution of the reagent obtained in the process of hydrate dissociation. The formula objectively reflects the dependence of the freezing point of a diluted aqueous solution of a single-component reagent on the concentration of the antihydrate component in the reagent, the mass fraction of water contained in the hydrate and the type of reagent taken into account by the experimental coefficients. Using this formula allows to select the optimal type and consumption of the reagent based on the freezing point value.
Технический прием, заключающийся в том, что величины массовой доли содержания воды в гидратах из природных газов определены в пределах 0,86 - 0,94 при соответствующем содержании метана от 99 до 50 % масс. в составе газа, выделяющегося из гидрата, позволяет упрощенно рассчитывать значение температуры замерзания водного раствора реагента, что, в конечном итоге, способствует оптимизации его расхода.The technical method, which consists in the fact that the values of the mass fraction of water content in hydrates from natural gases are determined within the range of 0.86 - 0.94 with a corresponding methane content from 99 to 50% by weight in the gas released from the hydrate, allows for a simplified calculation of the freezing temperature of the aqueous solution of the reagent, which ultimately helps to optimize its consumption.
Технический прием, заключающийся в том, что численные значения коэффициентов a, b, d определены для спиртов, солей, кислот, щелочей, соединений азота и кислорода, позволяет рассчитывать температуру замерзания для 26 наименований однокомпонентных реагентов, наиболее применяемых на практике.The technical method, which consists in the fact that the numerical values of the coefficients a , b , d are determined for alcohols, salts, acids, alkalis, nitrogen and oxygen compounds, allows one to calculate the freezing temperature for 26 types of single-component reagents that are most commonly used in practice.
Технический прием, заключающийся в том, что величину температуры замерзания разбавленного водного раствора многокомпонентного реагента определяют по формуле:A technical method that consists of determining the freezing temperature of a dilute aqueous solution of a multicomponent reagent using the formula:
позволяет составлять комплексные реагенты из нескольких компонентов, которые совместно усиливают антигидратные свойства реагента и изменяют его физико-химические свойства в качественно лучшую сторону для применения в производственных условиях, что в конечном итоге, способствует оптимизации расхода многокомпонентного реагента.allows the creation of complex reagents from several components, which together enhance the anti-hydrate properties of the reagent and change its physicochemical properties for the better for use in production conditions, which ultimately helps to optimize the consumption of the multi-component reagent.
Авторам неизвестно из существующего уровня техники повышение эффективности диссоциации гидратов подобным образом.The authors are not aware of any existing technology that could improve the efficiency of hydrate dissociation in this manner.
Реализация способа иллюстрируется примерами.The implementation of the method is illustrated by examples.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
При ликвидации техногенных гидратов при давлении P = 10,0 МПа и температуре 263 К в системе сбора скважинной продукции на месторождении природного газа, содержащего 95 % метана, их подвергают диссоциации путем воздействия на них подаваемого реагента, содержащего один антигидратный компонент, выбираемый из спиртов (см. приведенную выше таблицу классов химических соединений), например, 60 % масс. водный раствор метанола с температурой 293 К. Удельная энергия диссоциации данного гидрата H = 3268 кДж/кг.When eliminating man-made hydrates at a pressure of P = 10.0 MPa and a temperature of 263 K in a well production collection system at a natural gas field containing 95% methane, they are subjected to dissociation by exposure to a supplied reagent containing one antihydrate component selected from alcohols (see the above table of classes of chemical compounds), for example, a 60% by weight aqueous solution of methanol with a temperature of 293 K. The specific dissociation energy of this hydrate is H = 3268 kJ/kg.
Дополнительно определяютAdditionally, they determine
- температуру декристаллизации гидратной решетки:- decrystallization temperature of the hydrate lattice:
; ;
- температуру замерзания водного раствора реагента, полученного в результате процесса диссоциации гидрата, в котором массовая доля воды ω = 0,87, выделившаяся из гидрата в процессе его диссоциации:- the freezing temperature of an aqueous solution of a reagent obtained as a result of the hydrate dissociation process, in which the mass fraction of water ω = 0.87, released from the hydrate during its dissociation:
. .
Реагент подают в систему сбора в диспергированном состоянии с расходом L = 1 кг/с, обеспечивающим необходимую скорость диссоциации гидрата, рассчитываемую по формуле:The reagent is fed into the collection system in a dispersed state at a flow rate of L = 1 kg/s, ensuring the required rate of hydrate dissociation, calculated using the formula:
Аналогично рассчитывается скорость диссоциации гидратов от воздействия на них реагентов различных классов химических соединений (спиртов, солей, кислот, соединений азота и кислорода), представленных выше в таблице.The rate of dissociation of hydrates from the effect of reagents of various classes of chemical compounds (alcohols, salts, acids, nitrogen and oxygen compounds) presented in the table above is calculated in a similar way.
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
При ликвидации техногенных гидратов при давлении P = 8,0 МПа и температуре 253 К в системе сбора скважинной продукции на месторождении природного газа, содержащего 90 % метана, их подвергают диссоциации путем воздействия на них подаваемого реагента, содержащего два антигидратных компонента, выбираемых из таблицы, 50 % масс. водный раствор этиленгликоля и 20 % масс. гидроксида натрия с температурой 293 К. Удельная энергия диссоциации данного гидрата H = 3467 кДж/кг.When eliminating technogenic hydrates at a pressure of P = 8.0 MPa and a temperature of 253 K in a well production collection system at a natural gas field containing 90% methane, they are subjected to dissociation by exposure to a supplied reagent containing two antihydrate components selected from the table, 50% by weight aqueous solution of ethylene glycol and 20% by weight sodium hydroxide with a temperature of 293 K. The specific dissociation energy of this hydrate is H = 3467 kJ/kg.
Дополнительно определяютAdditionally, they determine
- температуру декристаллизации гидратной решетки:- decrystallization temperature of the hydrate lattice:
- температуру замерзания водного раствора реагента, полученного в результате процесса диссоциации гидрата, в котором массовая доля воды ω = 0,89, выделившаяся из гидрата в процессе его диссоциации:- the freezing temperature of an aqueous solution of a reagent obtained as a result of the hydrate dissociation process, in which the mass fraction of water ω = 0.89, released from the hydrate during its dissociation:
где Yi, Tзрi - массовая доля и температура замерзания [К] i-го разбавленного водного раствора однокомпонентного реагента.where Y i , T zpi are the mass fraction and freezing temperature [K] of the i- th diluted aqueous solution of a single-component reagent.
Реагент подают в систему сбора в диспергированном состоянии, которое обеспечивает равномерное распределение реагента по поверхности гидрата, которое учитывается коэффициентом K T = 0,85. Реагент подают с расходом L = 0,8 кг/с, обеспечивающим необходимую скорость диссоциации гидрата, рассчитываемую по формуле:The reagent is fed into the collection system in a dispersed state, which ensures uniform distribution of the reagent over the hydrate surface, which is taken into account by the coefficient K T = 0.85. The reagent is fed at a flow rate of L = 0.8 kg/s, ensuring the required hydrate dissociation rate, calculated using the formula:
Claims (62)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2829893C1 true RU2829893C1 (en) | 2024-11-07 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU860899A1 (en) * | 1979-04-10 | 1981-09-07 | Киевский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Method of cleaning pipeline inner surface |
| WO2009055525A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Bp Corporation North America Inc. | Method for remediating flow-restricting hydrate deposits in production systems |
| RU2635308C2 (en) * | 2016-04-14 | 2017-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Prevention method of hydrates formation and elimination in hydrocarbons |
| RU2649162C1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for preventing the formation of hydrates in a gas-water system |
| RU2654913C1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for determining the effectiveness of hydrate formation inhibitors |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU860899A1 (en) * | 1979-04-10 | 1981-09-07 | Киевский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Method of cleaning pipeline inner surface |
| WO2009055525A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Bp Corporation North America Inc. | Method for remediating flow-restricting hydrate deposits in production systems |
| RU2635308C2 (en) * | 2016-04-14 | 2017-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") | Prevention method of hydrates formation and elimination in hydrocarbons |
| RU2649162C1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for preventing the formation of hydrates in a gas-water system |
| RU2654913C1 (en) * | 2017-08-17 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for determining the effectiveness of hydrate formation inhibitors |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЗАРЕМБО К.С. Справочник по транспорту горючих газов, Москва, Гостоптехиздат, 1962, с. 29-30, фиг. 12, 13. ШИРЯЕВ Е.В. Методы борьбы с гидратообразованием и выбор ингибитора гидратообразования при обустройстве газового месторождения "Каменномысское море", "Молодой ученый", 2015, сентябрь, N 17 (97). * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Okutani et al. | Surfactant effects on hydrate formation in an unstirred gas/liquid system: An experimental study using methane and sodium alkyl sulfates | |
| Hanson et al. | Measurement of hydroxyl and hydroperoxy radical uptake coefficients on water and sulfuric acid surfaces | |
| Kurihara et al. | Isothermal vapor-liquid equilibria for methanol+ ethanol+ water, methanol+ water, and ethanol+ water | |
| Ayers et al. | On the vapor pressure of sulfuric acid | |
| Ando et al. | Surfactant effects on hydrate formation in an unstirred gas/liquid system: An experimental study using methane and micelle-forming surfactants | |
| Roth et al. | Solubility of ozone in water | |
| EP0012478B1 (en) | Method for removing sulfide-containing scale from metal surfaces | |
| US4016075A (en) | Process for removal of silica from geothermal brine | |
| Elgin et al. | Phase Equilibrium at Elevated Pressures in Ternary Systems of Ethylene and Water with Organic Liquids. Salting Out with a Supercritical Gas. | |
| CN102094610A (en) | An Experimental Simulation System for CO2 Exploitation of Natural Gas Hydrate | |
| Liao et al. | Experimental and modeling study on the phase equilibria for hydrates of gas mixtures in TBAB solution | |
| US20090087349A1 (en) | Hydrogen iodide manufacturing method and hydrogen iodide manufacturing apparatus | |
| RU2829893C1 (en) | Hydrate dissociation method | |
| Kong et al. | Kinetics of novel non-corrosive amino functionalized ionic liquid organic solution for CO2 capture | |
| Salasi et al. | Efficacy of bisulfite ions as an oxygen scavenger in monoethylene glycol (at least 20 wt%)/water mixtures | |
| Naseh et al. | Equilibrium conditions of CO2+ C3H8 hydrates in pure and saline water solutions of NaCl | |
| Li et al. | Exploitation of methane in the hydrate by use of carbon dioxide in the presence of sodium chloride | |
| Svartas et al. | Methane hydrate equilibrium data for the methane-water-methanol system up to 500 bara | |
| Vorotyntsev et al. | Improving the efficiency of gas hydrate crystallization due to the application of gas separation membranes | |
| JP4945109B2 (en) | Hydrogen iodide production method, hydrogen production method, and production apparatus therefor | |
| US6019903A (en) | Geothermal brine processing | |
| Scott et al. | A Hydrogen Evolution Method for Evaluation of Corrosion Inhibitors for Oil Wells | |
| RU2607849C1 (en) | Method of natural gas production from hydrates | |
| Clark et al. | Phase Behavior of the System UO2SO4-CuSO4-H2SO4-H2O, at Elevated Temperatures. | |
| Gurbanov et al. | DETERMINATION OF REAGENT FLOW RATE DURING NATURAL GAS TRANSPORT |