Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ
СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ

СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при добыче и транспортировке природного газа. Способ заключается в том, что транспортируемый газ подвергают высокотемпературной обработке в присутствии кислорода или воздуха при 300 500°С, давлении 10 - 100 атм и концентрации кислорода 2 4,5 об. в течение 0,2 2,0 сек, причем обработке подвергают 2 7% транспортируемого газа, который затем возвращают в магистраль.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2051202
Класс(ы) патента: C23F11/12, E21B43/00
Номер заявки: 93034471/26
Дата подачи заявки: 12.07.1993
Дата публикации: 27.12.1995
Заявитель(и): Отраслевой научно-технический центр системного использования и ресурсосбережения углеводородного сырья; Научно-производственное предприятие "Технопром"; Российское акционерное общество "Газпром"
Автор(ы): Арутюнов В.С.; Веденеев В.И.; Басевич В.Я.; Крымов Н.Ю.
Патентообладатель(и): Арутюнов Владимир Сергеевич; Веденеев Владимир Иванович; Басевич Валентин Яковлевич; Крымов Николай Юрьевич; Отраслевой научно-технический центр системного использования и ресурсосбережения углеводородного сырья; Научно-производственное предприятие "Технопром"; Российское акционерное общество "Газпром"
Описание изобретения: Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при добыче и транспортировке природного газа.
Гидратообразование сложный физико-химический процесс в системе газ-вода. Основными факторами, определяющими процесс, являются давление, температура, состав газа, его влагосодержание, наличие и состав солей в пластовой воде.
Многие компоненты природного газа (метан, этан, пропан, бутан, двуокись углерода, сероводород и азот) образуют с водой газовые гидраты твердые кристаллические соединения включения (клатраты), которые при высоких давлениях существуют при положительных температурах.
При добыче и транспортировке газа гидраты часто отлагаются на стенках труб в промысловых коммуникациях и резко уменьшают их пропускную способность.
Для предупреждения образования гидратов в потоке газа необходимо устранить какое-либо из основных условий существования гидратов: высокое давление, низкую температуру или свободную воду. Наличие свободной влаги в потоке газа один из основных факторов, обуславливающих возможность образования гидратов в газопроводах, поэтому наибольшее распространение в качестве метода боpьбы с гидратообразованием получил ввод антигидратных ингибиторов веществ, связывающих воду или растворяющихся в ней и снижающих тем самым парциальное давление паров воды в системе [1-3]
Наибольшее распространение в качестве такого ингибитора получил метанол [4]
Недостатком известного способа [5] является необходимость доставки больших количеств метанола в места добычи и транспортировки газа, которые чаще всего являются отдаленными и труднодоступными.
Известен способ предупреждения образования гидратов путем снижения давления в газовых магистралях за счет выпуска части газа в атмосферу [4] Этот способ достаточно эффективен, но приводит к потерям газа и понижению температуры, вызванному дросселированием.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ предупреждения гидратообразования путем обработки транспортируемого газа, приводящей к изменению его свойств, а именно: к повышению температуры (газопровод подогревают горячей водой или открытым пламенем) [5]
Данный способ не нашел широкого применения по экономическим причинам, кроме того, повышение температуры (как и снижение давления) приводит к увеличению влагосодержания в газовом потоке.
Задача изобретения разработка экономически выгодного и эффективного способа предупреждения гидратообразова- ния.
Это достигается предлагаемым способом предупреждения гидратообразования, включающим высокотемпературную обработку транспортируемого газа, в котором высокотемпературную обработку осуществляют при 300-500оС, давлении 10-100 атм, в присутствии кислорода или воздуха при концентрации кислорода 2-4,5 об. в течение 0,2-2,0 с, причем обработке подвергают лишь несколько процентов (2-7%) транспортируемого газа, который затем возвращают в магистраль.
Отличием предлагаемого способа от известного является то, что высокотемпературная обработка газа в присутствии кислорода приводит не только к повышению его температуры, но и к изменению химических свойств транспортируемого газа: часть газообразных углеводородов превращается в спирты, которые, как известно [5] являются ингибиторами гидратообразования.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет не только повысить температуру транспортируемого газа, что достигается и в известном способе, но и одновременно вводить в поток газа ингибитор (метанол и другие органические продукты) без необходимости его доставки на место добычи или транспортировки газа.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Небольшую часть природного газа 5% (количество обрабатываемого газа варьируется в зависимости от условий транспортировки: температуры, давления, состава и влагосодержания транспортируемого газа) из трубопровода магистрали под давлением 10-75 атм очищают на фторопластовых фильтрах и нагревают сначала в рекуперативном теплообменнике "газ-газ" до 350оС, затем в подогревателе (за счет тепла сгорания топливного газа) до 380-450оС и подают в одно- и двухсекционный цилиндрический реактор из нержавеющей стали диаметром 20 см и длиной секций 400-600 см. В реактор же подают кислород или воздух, сжатый компрессором до давления на 5-10 превышающего давление природного газа (температура кислородного потока 40-50оС). В реакторе при 300-500оС (предпочтительно при 380-450оС), давлении 10-100 атм и подаче кислорода 2-4,5 об. протекает процесс окисления природного газа с образованием, главным образом метанола. Скорость газового потока должна обеспечивать нахождение газа в реакторе в течение 0,2-2 с.
Из реактора реакционная смесь с температурой 390-500оС и содержанием метанола 1,5-3 об. поступает в трубное пространство рекуперативного теплообменника, где отдает часть тепла холодному природному газу из магистрали, и затем ее вводят непосредственно в газовую магистраль.
П р и м е р.
Давление, МПа 10
Температура, оС 410
Расход природного газа,
нм3/ч 58573
Расход кислорода, нм3/ч 1778
об. 2,8
Степень превращения
кислорода, 95
Время реакции, с 0,3
Выход метанола, кг/1000 нм3
пропущенного газа 20
Выход метанола, кг/кг из-
расходованного газа 0,63
Производительность по
метанолу, кг/ч 1170
Как видно из примера, при обработке газа по предлагаемому способу транспортируемый газ будет содержать 20 кг метанола на 1000 м3 обработанного газа, что позволит эффективно предотвратить гидратообразование в 10-20 раз большем объеме газа в зависимости от условий и влагосодержания.
Таким образом, предлагаемый способ сохраняет простоту известного способа, но значительно превосходит его по эффективности и экономичности.
Формула изобретения: СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЯ, включающий высокотемпературную обработку транспортируемого по магистрали газа, отличающийся тем, что высокотемпературной обработке подвергают 2 7% потока транспортируемого газа, после чего он вводится в магистраль, и высокотемпературную обработку осуществляют в присутствии кислорода или воздуха при 300 500oС, давлении 10 100 атм и концентрации кислорода 2 4,5 об. в течение 0,2 - 2,0 с.