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

A cikk első részét a SLOVGAS 4/2003. A második részben a szerző megpróbál választ találni néhány kérdésre, amelyet a hidrátok előfordulása okozhat, pl. képződésük előrejelzésének képessége, a hidrátképződés megakadályozása és eltávolításuk lehetősége.

Az I. rész az SPP elosztórendszerekben elterjedt földgáz hidrátjaival foglalkozott, és. val vel. (a továbbiakban csak "SPP" gáz). Elindította a biogázból hidrátok képződésének lehetőségét is. Rövid összefoglalást adtunk a magas inert tartalmú gázokból történő hidratáció kialakulásának lehetőségéről.
(N2 + CO2).

A gáziparban - e cikk alkalmazásában a gázipar megkezdi a földgáz kitermelését, feldolgozását és szállítását - fontos tudni a következő kérdésekre adott válaszokat:

1. A megadott működési paraméterek (gáznyomás, gázhőmérséklet, a gőz harmatpontja a gázban, gázösszetétel) alatt hidrátok képződhetnek.?
2. Ha adott körülmények között hidrátok képződhetnek, mennyi időbe telik, amíg a működési nehézségek megnyilvánulnak? Meddig engedhetem meg magamnak a rendszer működtetését, tudván, hogy hidrátok képződhetnek?
3. Milyen lépéseket kell tenni a hidratáció kockázatának kiküszöbölése érdekében?
4. Ha a hidrátok már képződtek és el kell távolítani őket, hogyan kell eljárni?

Válaszolj az első kérdésre a legegyszerűbb és legegyszerűbb. Jelenleg vannak olyan eljárások és kereskedelemben kapható programok, amelyek lehetővé teszik számítással és nagy pontossággal megjósolni, hogy a működési paraméterek a hidrátképzés területén vannak-e vagy sem [1], [3] - [8], [10].

földgáz-hidrátok

BAN BEN diagramok a ÁBRA. 6. a 7 A gázvezeték és a szonda statikus állapotú (gázáramlás nélküli) hidrátképződésének előrejelzéseit adjuk meg. A grafikonokat általában feldolgozzuk, és csak tájékoztató jellegűek. Hasonlóan felépített grafikonok alapján könnyen meghatározható, hogy a hidrátképződés lehetséges-e egy adott üzemi állapotban, vagy sem, és hol kezdődik a hidratálás veszélyének kitett szakasz.

Válaszolj a második kérdésre bonyolultabb. A hidrátképződés kinetikájának vizsgálata még csak gyerekcipőben jár. A rendelkezésre álló szakirodalomban hiányos és ellentmondásos adatok vannak erről a kérdésről. A tudás jelenlegi állása nem teszi lehetõvé azt, hogy elég megbízhatóan megjósolhassuk, mennyi ideig mûködtethetõ ez a rendszer a hidrátképzõdés körülményei között. Jelenleg a szerző nem ismer megbízható módszert a hidratáció kialakulásának sebességének becslésére egy olyan rendszer esetében, amely a hidratáció képződésének területén működik. Fontos megállapítás, hogy a tapasztalatok szerint némi hipotermia szükséges a hidrátok képződéséhez. Ez azt jelenti, hogy az első kérdésre válaszként talált értékeknél lehetséges a rendszer működtetése, és nagy a valószínűsége annak, hogy még nem alakulnak ki hidrátok. A közzétett adatok szerint a becsült hőmérséklethez képest a rendszert kb. 1-2 ° C-kal kell alhűteni. Ugyanakkor minél nagyobb a rendszer alhűtése, annál nagyobb a hidrátképződés sebessége.

Válaszolj a harmadik kérdésre. Jelenleg többféle módon lehet megakadályozni a hidratációt. Hagyományos a következők:

1. egy hidratáló elem, a gáziparban leggyakoribb víz eltávolítása (gázszárítás),
2. olyan komponens hozzáadása, amely vonzza a vízmolekulákat erősebben, mint a többi hidratálószer, és így megakadályozza a hidrátok, például metanol, glikolok, sóoldatok képződését,
3. a hőmérséklet növekedése adott nyomáson,
4. a nyomás csökkentése adott hőmérsékleten.

Az újabb módszerek a következők:

5. antiaglomeránsok használata - felületaktív anyagok, amelyek stabilizálják a víz az olajban emulziót. Ezt a módszert alkalmazzák például az Északi-tenger bányászatában. További részletek nem ismertek, mivel az őket használó vállalatok üzleti titkai - ezekre a metanollal összehasonlítva jóval alacsonyabb fogyasztás jellemző.,
6. növekedést késleltető hidrát kristályok, például polivinil-pirrolidon kinetikus inhibitorainak használata.

A szerző tudomása szerint a szlovák gázipar körülményei között az 1–4. Szám alatt felsorolt ​​módszereket alkalmazták és használják.

Az első szám alatt felsorolt ​​módszert tartják a legbiztonságosabb és leghatékonyabb intézkedésnek. A gázszárítási módszerek leírása meghaladja a cikk kereteit. A vízgőz harmatpontja -6 - -7 ° C 4,0 MPa-nál garantálja, hogy a gázszállítás és -elosztás során a Szlovákiában feltételezett körülmények között nem fordulnak elő hidrátok. Ha a harmatpont ennél az értéknél magasabb, az nem azt jelzi, hogy a hidrátok képződni kezdenek - ez számos körülménytől függ, például a hőmérséklettől, a nyomástól, a gázban lévő vízgőz harmatpont-értékétől. Erre az esetre lehetséges egy olyan elemzés elvégzése, amely alapján megválaszolható a kérdés, hogy hol tolódik el az egyensúly, ha a gázban lévő vízgőz harmatpontja magasabb, mint azt a szabvány előírja.

A leggyakrabban alkalmazott metanolos spray. Inkább a földgáz kitermelésében és feldolgozásában használják. Ha jól tudom, a szlovákiai körülmények között nem használják a földgáz szállításában és elosztásában. Szlovák körülmények között más inhibitorokat (glikolokat, sóoldatokat) sem használnak. Vannak eljárások a befecskendezett metanol mennyiségének becslésére oly módon, hogy adott körülmények között - még megfelelő tartalék mellett is - megakadályozzák a hidrátok képződését [1], [3] - [8].

A nyomás vagy a hőmérséklet beállítását és azok hatását a hidrátképződésre a diagramok a ÁBRA. 2 a 4 cikk e részében közzétett. Ezeknek az intézkedéseknek a lényege, hogy a működési pontot a hidratációs területről át kell vinni arra a területre, ahol a hidrátok nem képződnek.

Összegzésképpen ki kell emelni, hogy csak a vízgőz harmatpontjának beállításával lehet véglegesen megoldani a hidrátképződés problémáját a gázkezelő és szállító rendszerben. Más gyakorlatok csak "nyomják" ezt a problémát, és néhány kilométerre megoldhatják a hidratáció problémáját.

Az 5. és 6. szám alatt felsorolt ​​intézkedéseket a szlovák gázipar körülményei között nem alkalmazzák. Az 1–4 intézkedés kombinációja lehetséges, de a felmerülő körülményeket mindig gondosan mérlegelni kell. Ebben az esetben is esetről esetre kell haladni.

Válaszoljon a negyedik kérdésre. Itt a megelőzés jobb és olcsóbb, mint a következmények megszüntetése. Előfordulhat, hogy a hidrátok még előre nem látható geológiai és működési körülmények esetén is kialakulhatnak, és eltömíthetik a szonda elszívó oszlopát, kialakulhatnak a gázvezetékben, ahol a javítás után a víz nem lett megfelelően eltávolítva, a paraméterek kialakíthatók a technológiában . Néhány pont azonban gyakori. A fő elv az, hogy az érintett szakasz működési paramétereit eljussuk arra a területre, ahol a hidrátok nem képződnek.

Ha a csőben már kialakult egy hidrátdugó, akkor viszonylag időigényes és veszélyes eltávolítani. Ha a hidratdugó helyzete a csőben megtalálható, akkor az eltávolítható például helyi fűtéssel. Ebben az esetben figyelni kell a felszabaduló gáz ürítésére. Helyben nagy nyomás léphet fel, ami a csöveket is megrepedheti.

Ha a dugót nem lehet elhelyezni, akkor eltávolítható például a nyomás csökkentésével. Ezen eljárás során ellenőrizni kell a csőben lévő hőmérsékletet is. Nem szabad 0 ° C alá esnie - a jég eltávolítása általában még bonyolultabb, mint a hidrátdugó eltávolítása. A nyomás csökkentésekor nagyon óvatosan járjon el, és győződjön meg arról, hogy a nyomás a dugó mindkét oldalán egyenlően csökken. Ellenkező esetben fennáll annak a veszélye, hogy a hidrátdugó "kilövik" a csővezetéken keresztül. Az e címből fakadó és viszonylag magas károkkal járó balesetek eseteit ismertetjük.

A gázhidrátok egyéb felhasználási módjai

A gázhidrátok és tulajdonságaik sokféleképpen felhasználhatók. Leírják a gázok hidrát formájában történő szállításának és tárolásának lehetőségét, szárítóközegként történő felhasználását dehidratált élelmiszerek készítéséhez, a repülőterek körüli köd eltávolítására. A gázhidrátok felhasználhatók tengervíz sótalanítására, valamint vizes oldatok koncentrálására és kezelésére is [6].

A szonda kitörésének hidrátdugóval történő sikeres elnyomásának módját ismertetik [6].

[1] CARROLL, J.: Földgáz-hidrátok; Öböl-menti szakmai kiadói/Elsevier; 2003
[2] PETERKA, P., KAЉUBA, P.: Természetes gázok hidrátjai - 1. rész, SLOVGAS, VIII. Év, No. 6/99, o. 1999. 23–24
PETERKA, P., KAЉUBA, P.: Természetes gázok hidrátjai - 2. rész, SLOVGAS, IX. Kötet, No. 1/2000, p. 2000. 22-25
[3] SLOAN, E. D.; Természetes gázok klatrát-hidrátjai; Második kiadás; Marcel Dekker 1998
[4] GPSA műszaki adatkönyv; Tizenegyedik kiadás-SI; GPSA 1998
[5] KOLLEKTÍV: Gáz kézikönyv; GAS s. r. o., Prága 1997
[6] MAKOGON, J. F.: Szénhidrogének hidrátjai; PennWell Books 1997
[7] LYONS, W. C.: Standard kézikönyv a kőolaj- és földgáztechnikáról; Öböl-kiadó 1996
[8] BENEЉ, PICK: Fűtőgázok; ИPNS; Prága 1995
[9] STN 38 61 10 Földgáz, érvényes 1.1.1-től
[10] különböző internetes címek; Nem sorolom

Ing. Pavel Peterka, PhD., Kassa TU, BERG Kar, Kőolajmérnöki Tanszék
Ing. Tomas Ferencz, Nafta, a. s., Gbely
RNDr. Roman Brichta, SPP, a. s., OZ VVNP