Способ подготовки гидратных блоков к транспортированию в магистральном газопроводе

Способ подготовки гидратных блоков к транспортированию в магистральном газопроводе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГИДРАТНЫХ БЛОКОВ К ТРАНСПОРТИРОВАНИЮ В МАГИСТРАЛЬНОМ ГАЗОПРОВОДЕ , включающий их переохлаждение в камере переохлаждения газоконвертера начальной станции путем обдува холодным природным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, перед обдувом поверхность блоков предварительно оплавляют с уменьшением массы блоков на 3-5% путем адиабатического сброса давления внутри камеры ниже равновесного давления гидратообразования на 1 - 2 мПа. uz.1

союз советских

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ля> В 65 С 51 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 2700222/24-08 (22) 20.12.78 (46) 23.08.83. Бюл. № 31 (72) Л. Ф. Смирнов и Ю. П. Денисов (71) Физико-химический институт АН Украинской ССР (53) 621.867.872 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 477917, кл. В 65 G 51/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР llo заявке № 1946924/27-08, кл. В 65 G 51/02, 1973.

„„SU„„1036636 А (54) (57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГИДPATHЬ1Х БЛОКОВ К TPАНСПОРТИРОВАНИЮ В МАГИСТРАЛЬНОМ ГАЗОПРОВОДЕ, включающий их переохлаждение в камере переохлаждения газоконвертера начальной станции путем обдува холодным природным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, перед обдувом поверхность блоков предварительно оплавляют с уменьшением массы блоков на 3 — 5% путем адиабатического сброса давления внутри камеры ниже равновесного давления гидратообразования на 1—

2 мПа.

1036636

Изобретение относится к бестарному магистральному транспорту газа в виде гидратных блоков, а именно к способу подготовки гидратных блоков для транспортирования их на газовой подушке.

Известен способ транспортирования газовых IHIIpBTQB в магистральном газопроводе, в котором подготовку газовых гидра гных блоков к транспортированию осуществляют путем переохлаждения газовых гидратов до температуры более низкой, чем равновесная температура гидратообразования с помощью газа, охлажденного до

253 — 243 К (1) .

Однако данный способ требует использования больших количеств газа для охлаждения газовых гидратов, применения громоздких холодильных камер, обусловленных низкой эффективностью теплопередачи между газом и поверхностью твердого газового гидрата.

Известен также способ подготовки газовых гидратных блоков к транспортированию в магистральном газопроводе, включающий их переохлаждение в камере переохлаждения газоконвертера начальной станции путем обдува холодным природным газом, предварительно сжатым в термокомпрессоре и охлажденным расширением в турбодетандере (2).

Недостатком известного способа является то, что для переохлаждения газовых гидратных блоков требуются большая поверхность теплообмена и использование больших количеств газа, охлажденного до

223 †2 К.

Целью изобретения является повышение экономичности способа.

Цель достигается тем, что перед обдувом поверхность блоков предварительно оплавляют с уменьшением массы блоков на

3 — 5О/О путем адиабатического сброса давления внутри камеры ниже равновесного давления гидратообразования на 1 — 2 мПа.

На фиг. 1 изображен газоконвертер для осуществления способа; на фиг. 2 — фазовая диаграмма системы природный газ вода в координатах Р(давление) — Т (температура).

На P — Т-диаграмме обозначена равновесная гидратная кривая а, выше которой гидраты природного газа существуют, а ниже нет, точка б с координатами P — 9мПа, T= 278 К, соответствующими параметрам состояния гидратов на выходе из шнека газоконвертера, точка в, соответствующая состоянию гидратов в начальный момент их разложения (Р=0,6 мПа. Т=278 К), точки г и d соответствуют моментам начала и конца повышения давления над гидратным блоком от 0,6 до 6 мПа при постоянной температуре 273 К на участке подвода холодного газа в камеру переохлаждения, точка Юсоответствует состоянию гидратно5

55 го блока на начальном участке транспортировки (Р = 6 мПа, Т = 270, 2К).

Газоконвертер для осуществления способа содержит обогатительно-прессующую камеру 1, имеющую внутри приводной перфорированный шнек 2 и ограниченную с передней стороны конусным фильтром 3. В фильтре 3 выполнено центральное отверстие 4, диаметр которого на 5 — 10 мм превышает внутренний диаметр состыкованного с газоконвертером 5 магистрального трубопровода. Кроме того, в газоконвертере имеется отрезное устройство 6 для отрезания блоков и придания им формы, удобной для транспортирования на газовой подушке, и камеру 7 для переохлаждения гидратных блоков, которая образована двумя соосными трубами, внутренней 8 и наружной 9.

Труба 8 перфорирована и составлена из начального конусного участка 10, диаметр которого уменьшается от размера, соответствующего диаметру отверстия 4 до размера, соответствующего внутреннему диаметру трубопровода 5. Конечный участок 11 трубы 8 выполнен в виде цилиндра с внутренним диметром, равным внутреннему диаметру примыкающего к нему трубопровода 5. Камера 7 переохлаждения имеет участок 12 подвода газа, подлежащего транспортировке в интервалах между блоками, примыкающий к участку 11 внутренней трубы 8.

Переохлаждение гидратных блоков в процессе их подготовки в описанном устройстве осуществляют следующим образом.

При работе шнека 2 гидратная масса, разрезаемая устройством 6 на отдельные блоки, под давлением 9 мПа (точка б фиг. 2) подается в начальный конусный участок 10 камеры переохлаждения гидратных блоков, в котором поддерживается давление 0,6 мПа. Указанный сброс давления приводит к созданию условий для плавления гидратов (точка в фиг. 2). При этом оплавление гидратов осуществляют в адиабатических условиях, поскольку камера 7 термоизолирована и не обменивается теплом с окружающей средой. В ходе оплавления необходимое тепло поступает за счет расходования внутренней энергии гидратов, что приводит к понижению их температуры. При этом реакция разложения гидратов протекает в соответствии с принципом Ле-Шателье в направлении, стремящемся воспрепятствовать воздействию, нарушившему исходное состояние равновесия системы и гидратный блок охлаждения изобарически (от точки в к точке г фиг. 2). Этот процесс протекает внутри участка 10 в течение примерно 1 мин.

В конце этого процесса поверхностный слой гидратных блоков расплавляется, а их температура снижается до 273 К (точка г).

Дальнейшее снижение температуры гидратного блока нецелесообразно, так как стано1036636

3 вится невозможным отвод воды, образующейся при разложении поверхностного слоя блоков. Эта вода может превратиться в лед, что приведет к повышению содержания воды в транспортируемых блоках.

В ходе поверхностного оплавления диаметр гидратного блока на входе участка 11, внутрь которого попадают холодный газ с температурой 213,8 К, уменьшается до внутреннего диаметра трубопровода 5. При следовании по этому участку, претерпевая охлаждение холодным газом, гидратные блоки охлаждаются до конечной температуры

270,2 К (точка е фиг. 2) и входят в трубопровод 5.

Количество гидратов, расплавляемых для понижения температуры блоков, относительно невелико и составляет 3 — 5% от количества транспортируемых гидратов.

Составитель А. Старикова

Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор Г Решетник

Заказ 5919I19 Тираж 949 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4