Ing. Milan Režucha, Gas & Oil, p. r. o., Poprad

Am publicat prima parte a acestui articol în SLOVGAS 4/2003. În această a doua parte, autorul încearcă să găsească răspunsuri la unele întrebări care pot fi cauzate de apariția hidraților, de ex. capacitatea de a prezice formarea lor, prevenirea formării hidraților și posibilitatea îndepărtării acestora.

Partea I se referea la hidrații de gaze naturale obișnuiți în sistemele de distribuție SPP și. cu. (în continuare numai gazul „SPP”). Ea a început, de asemenea, problema posibilității de a forma hidrați din biogaz. A fost adăugat un scurt rezumat al posibilității formării de hidratare din gaze cu un conținut ridicat de inert.
(N2 + CO2).

În industria gazelor naturale - în scopul prezentului articol, industria gazelor va începe extracția, prelucrarea și transportul gazelor naturale - este important să cunoaștem răspunsurile la următoarele întrebări:

1. Hidrații se pot forma sub parametrii de funcționare indicați (presiunea gazului, temperatura gazului, punctul de rouă al vaporilor de apă din gaz, compoziția gazului)?
2. Dacă, în aceste circumstanțe, se pot forma hidrați, cât timp va dura până se vor manifesta dificultăți de funcționare? Cât timp îmi permit să rulez sistemul știind că se pot forma hidrați?
3. Ce măsuri trebuie luate pentru a elimina riscul de hidratare?
4. Dacă s-au format deja hidrați și trebuie îndepărtați, cum să procedați?

Răspunde la prima întrebare este cel mai simplu și mai ușor. În prezent, există proceduri și programe disponibile în comerț care fac posibilă prezicerea prin calcul și cu un grad ridicat de precizie dacă parametrii de funcționare sunt sau nu în domeniul formării hidraților [1], [3] până la [8], [10].

condiții

ÎN diagrame pe FIG. 6 A 7 sunt prezentate predicții de formare a hidraților pentru conducta de gaz și sonda în stare statică (fără debit de gaz). Graficele sunt procesate în general și au doar scop informativ. Din grafice construite în mod similar, este ușor să se determine dacă formarea hidratului este posibilă pentru o anumită stare de funcționare sau nu, și unde începe secțiunea cu risc de hidratare.

Răspunde la a doua întrebare este mai complicat. Studiul cineticii formării hidratului este încă la început. În literatura de specialitate disponibilă, există date incomplete și contradictorii cu privire la această problemă. Starea actuală a cunoștințelor nu face posibilă prezicerea destul de fiabilă cât timp poate funcționa acest sistem în condițiile în care se formează hidrați. În prezent, autorul nu cunoaște o modalitate fiabilă de a estima rata de formare a hidratării pentru un sistem care operează în domeniul formării hidratării. O constatare importantă este că experiența a arătat că este necesară o anumită hipotermie pentru a forma hidrați. Aceasta înseamnă că pentru valorile găsite ca răspuns la prima întrebare, este posibil să se acționeze sistemul și există o mare probabilitate ca hidrații să nu se formeze încă. Conform datelor publicate, este necesar să se răcească sistemul cu aproximativ 1 până la 2 ° C în comparație cu temperatura estimată. În același timp, cu cât subrăcirea sistemului este mai mare, cu atât rata de formare a hidraților este mai mare.

Răspundeți la a treia întrebare. În prezent există mai multe modalități de a preveni formarea hidraților. Tradiționale includ:

1. îndepărtarea unui element hidratant, cea mai comună apă din industria gazelor (uscarea gazelor),
2. Adăugarea unui component care atrage moleculele de apă mai puternice decât alți agenți de hidratare, prevenind astfel formarea de hidrați, cum ar fi metanol, glicoli, soluții de sare,
3. creșterea temperaturii la o presiune dată,
4. reducerea presiunii la o temperatură dată.

Metodele mai noi includ:

5. utilizarea anti-aglomeranților - agenți tensioactivi care stabilizează emulsia apă-în-ulei. Această metodă este utilizată, de exemplu, în mineritul din Marea Nordului. Alte detalii nu sunt cunoscute, deoarece fac obiectul secretelor comerciale ale companiilor care le utilizează - se caracterizează printr-un consum mult mai mic în comparație cu metanolul.,
6. utilizarea inhibitorilor cinetici ai cristalelor de hidrat care întârzie creșterea, cum ar fi polivinilpirolidona.

Din câte știe autorul, în condițiile industriei de gaze din Slovacia, au fost utilizate și sunt utilizate metodele enumerate la numerele 1-4.

Metoda enumerată la numărul unu este considerată a fi cea mai sigură și mai eficientă măsură. Descrierea metodelor de uscare a gazelor depășește scopul acestui articol. Punctul de rouă al vaporilor de apă -6 până la -7 ° C la 4,0 MPa oferă o garanție că hidrații nu vor apărea în timpul transportului și distribuției gazului în condițiile asumate în Slovacia. Dacă punctul de rouă este mai mare decât această valoare, nu indică faptul că încep să se formeze hidrați - depinde de mai multe circumstanțe, cum ar fi temperatura, presiunea, valoarea punctului de rouă al vaporilor de apă din gaz. În acest caz, este posibil să se efectueze o analiză, pe baza căreia este posibil să se răspundă la întrebarea în care echilibrul se schimbă dacă punctul de rouă al vaporilor de apă din gaz este mai mare decât este cerut de standard.

Cel mai frecvent utilizat este un spray de metanol. Se folosește mai mult la extracția și prelucrarea gazelor naturale. Din câte știu, nu este utilizat în transportul și distribuția gazelor naturale în condițiile din Slovacia. În condițiile slovace, alți inhibitori (glicoli, soluții de sare) nici măcar nu sunt folosiți. Există proceduri pentru estimarea cantității de metanol injectat în așa fel încât să se prevină formarea de hidrați în condiții date - chiar și cu o marjă suficientă - [1], [3] până la [8].

Reglarea presiunii sau temperaturii și efectul lor asupra formării hidratului sunt suficient ilustrate în diagrame pe FIG. 2 A 4 publicat în partea I a acestui articol. Esența acestor măsuri este mutarea punctului de operare din zona de hidratare în zona în care nu se formează hidrați.

În concluzie, este necesar să subliniem că numai prin ajustarea punctului de rouă al vaporilor de apă se poate rezolva definitiv problema formării hidratilor în sistemul de tratare și transport al gazelor. Alte practici vor „împinge” această problemă și pot face ca problema hidratării să fie rezolvată la câțiva kilometri distanță.

Măsurile enumerate la numerele 5 și 6 nu sunt aplicate în condițiile industriei gazelor slovace. Este posibilă o combinație de măsuri de la 1 la 4, dar circumstanțele care pot apărea trebuie întotdeauna luate în considerare cu atenție. Și în acest caz este necesar să procedăm de la caz la caz.

Răspundeți la a patra întrebare. Aici, prevenirea este mai bună și mai ieftină decât eliminarea consecințelor. Uneori se pot forma hidrați chiar și în cazul unor condiții geologice și operaționale neprevăzute și pot înfunda coloana de extracție a sondei, se pot forma în conducta de gaz, unde apa nu a fost suficient îndepărtată după reparație, parametrii pot fi formați în tehnologie . Cu toate acestea, unele puncte sunt comune. Principiul principal este de a obține parametrii de funcționare ai secțiunii afectate în zona în care nu se formează hidrați.

Dacă s-a format deja un dop de hidrat în țeavă, este destul de consumator de timp și periculos de îndepărtat. Dacă poziția dopului de hidrat în țeavă poate fi localizată, acesta poate fi îndepărtat, de exemplu, prin încălzire locală. În acest caz, este necesar să avem grijă de evacuarea gazului eliberat. La nivel local poate apărea o presiune ridicată, care ar putea rupe și conductele.

Dacă dopul nu poate fi localizat, acesta poate fi demontat, de exemplu, prin reducerea presiunii. Temperatura din conductă trebuie, de asemenea, monitorizată în timpul acestei proceduri. Nu trebuie să scadă sub 0 ° C - îndepărtarea gheții este de obicei chiar mai complicată decât scoaterea dopului de hidratare. La reducerea presiunii, procedați foarte atent și asigurați-vă că presiunea este redusă în mod egal de ambele părți ale dopului. În caz contrar, există riscul ca dopul de hidrat să fie „tras” prin conductă. Sunt descrise cazurile de accidente sub acest titlu și cu daune relativ mari.

Alte utilizări ale hidraților de gaze

Hidrații de gaze și proprietățile acestora pot fi folosiți în diferite moduri. Este descrisă posibilitatea de transport și depozitare a gazelor sub formă de hidrat, utilizarea lor ca mediu de uscare la prepararea alimentelor deshidratate, pentru îndepărtarea ceații din jurul aeroporturilor. Hidrații de gaz pot fi folosiți pentru desalinizarea apei de mare și, de asemenea, pentru concentrarea și tratarea soluțiilor apoase [6].

Este descrisă o metodă de suprimare cu succes a unei erupții a sondei cu un dop de hidrat [6].

[1] CARROLL, J.: Hidrați de gaze naturale; Editura profesională din Golful/Elsevier; 2003
[2] PETERKA, P., KAЉUBA, P.: Hidrați ai gazelor naturale - Partea 1, SLOVGAS, anul VIII., Nr. 6/99, p. 23-24, 1999
PETERKA, P., KAЉUBA, P.: Hidrați ai gazelor naturale - partea 2, SLOVGAS, volumul IX., Nr. 1/2000, p. 22-25, 2000
[3] SLOAN, E. D.; Clatrați hidrați ai gazelor naturale; A doua editie; Marcel Dekker 1998
[4] Carte de date inginerie GPSA; Ediția a XI-a-SI; GPSA 1998
[5] COLECTIV: Manual pentru gaze; GAZ s. r. o., Praga 1997
[6] MAKOGON, J. F.: Hidrați de hidrocarburi; PennWell Books 1997
[7] LYONS, W. C: Manual standard de inginerie a petrolului și gazelor naturale; Editura Gulf 1996
[8] BENEЉ, PICK: gaze de încălzire; ИPNS; Praga 1995
[9] STN 38 61 10 Gaz natural, valabil începând cu 1.1.1992
[10] diverse adrese de internet; Nu listez

Ing. Pavel Peterka, dr., TU Košice, Facultatea BERG, Departamentul de Inginerie Petrolieră
Ing. Tomas Ferencz, Nafta, a. s., Gbely
RNDr. Roman Brichta, SPP, a. s., OZ VVNP