Способ транспортировки природного газа

Способ транспортировки природного газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ ОНИ Х

РЕСПУБЛИК ()9) (И) ГОСУДАРСТ8ЕННЫИ НОМИТЕТ СССР. . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ь ф t

J Ю

21 Я 27

7енлературВЯ (21 ) 1946924/27-08 (22) 17.07.73г. (46) 30.11.83. Бюл. Р 44 (72) Л.Ф.Смирнов (71) Институт технической теплофизики AH Украинской ССР (53.) 621.867.872(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 477917, кл. В 65 а 51/02, 1975. (54) (57) 1.. СПОСОВ тРАНСПОРтИРОВКИ

ПРИРОДНОГО ГАЗА в виде газовых гидратов, включающий приготовление и охлаждение их на начальной станции, контейнерное перемещение внутри трубопровода под действием перепада, давления с последовательным поджати3(Я) 65 51 02 F 17 1 02 F, J 1 02 ем и охлаждением газа на промежуточных станциях и плавление на конечной станции, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа путем обеспечения бестарного транспорта газовых гидратов, последние прессуют на начальной станции под давлением 80-100 бар в отдельные монолитные блоки, которые переохлаждают на начальной и .промежуточной станциях до температуры от

-6 -26 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ р и с я тем, что перепад давления между начальной и промежуточной станциями создают путем термохимической компрессии газов.

896854

При прессонании кристаллогидрат ный "снег" уплотняется, а межкристаллическая врда выдавливается через 60 фильтр. После окончания процесса прессования получается непрерывный цилиндрический кристаллогидратный слой, который на выходе из коиусного фильтра раэрезается на блоки ялиной 65

Изобретение относится к области транспортировки природного газа и магистральных газопроводах и может быть использовано преимущественно в районах газодобычи с холодным климатом.

Иэвевтен способ транспортировки приро) ного газа в виде газовых гидратов, включающий приготовление и охлаждение их на начальной станции, контейнерное перемещение .внутрь трубопровода под действием перепада давления с последовательным поджатием и охлаждением газа- на промежуточных станциях и планление на конечной станции (1 ). 15

Недостатко л известного способа является малая эффективность за счет внода дополнительных ниток газопронода для возврата контейнеров в пункт газодобычи.

Кроме того, мелкокристаллические гидраты транспортируются во нлажнбм состоянии, в связи с чем перевозится дополнительное количество воды, не входящее в состав гидратов. 25

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет обеспечения бестарного транспорта газовых гидратов.

Цель достигается тем, что газоные gp гидраты прессуют на начальной станции под давлением 80-100 бар в отдельные мономестные блоки, которые переохлаждают на начальной и промежуточной станциях до температуры от

-6 до -26 С, причем переход давления о между начальной и промежуточной станциями создают путем термохимической компрессии газов.

Сущность изобретения поясняется фазовой диаграммой давления — температура для систе>л природный гаэ,— вода и метан-вода.

Природный гаэ и вода подаются в кристаллизатор начальной станции, где при температуре около 12ОС и 45 давлении 50 бар образуются кристаллогидраты.

Теплота гидратообразования отводится через теплообменную поверхность кристаллизатора холодной водой. 50

Турбулиэ ация кристаллогидратной суспензии осуществляется шнековым устройством, которое, перемещая твер дые гидраты в конусный фильтр, одновременно прессует гидраты до давле- 55 ния 80 -100 бар ° около 5м, имеющие слегка конусооб.-. разную переднюю часть.

Эти блоки под действием перепада давления передвигаются в переохладитель н котором при соприкосновении с холодной теплообменной поверхностью боковые стенки блока переохлажяаются до температуры от -6 до.

-26 С на глубину порядка 15 мм.

В процессе переохлаждения межкристаллическая вода, оставшаяся в гидратном блоке после прессования (ее количество оценивается величиной около 5-10% от. массы блока ), кристаллизуется в лед. Такая "закалка" спрессованного гидратного блока,как показывают опыты, с монолитным цилиндром кристаллогидратов фреона

12, приводит к твердой блестящей поверхности образующих цилиндрического блока., имущей коэффициент трения, приближающийся к коэффициенту трения переохлажденного льда.

Затем гкдратные формы транспортируются по газопроводу под дейстнием давления газа, создаваемого термохимическим компрессором. Газ для транспортирования получают следующим образом. Природный газ низкого давления (порядка 20 бар и ниже ) поступает н кристаллизатор термохимического компрессора и, смешиваясь r. водой, образует кристаллогидраты. Теплота образования отводится холодным истоВником .(холодной водой ). Затем кристаллогидратная суспензия (смесь

8-10% твердых гидратов и воды) направляется в фильтр, в котором суспензия доводится до соСтояния влажных гидратов, т.е. концентрация гид ратов повышается примерно до 503.

Эти влажные гидраты проталкиваются в плавитель, н котором вследствие подвода тепла горячего источника (например, горячей воды с температурой порядка 50 С2 они плавятся при температуре около 26 С с выделением газообразного газа высокого давления (порядка 100 бар 2 и воды. Вода из плавителя смешивается с водой иэ фильтра и рециркулирует в кристаллизатор. Гидратные формы транспортируются в газопроводе с интервалом между ними в несколько секунд со скоростью порядка 10 м/с до первой промежуточной станции.

На промежуточных станциях гидратные формы поступают в параллельные переохладители, работающие попеременно, и охлаждающие оболочки гидратных форм до температуры порядка от -6 до -26ОС. т.е. компенсирующих. таким образом, нагрев их вследствие теплопритоков и трения во время транспортировки. Из одного переохла дителя природный гаэ, поступивший в него вместе с гидратными формами, 896854 отсасывается термокопрессором, сжимается в нем до более высокого дав-ления (порядка 50 бар ) и направляется в другой переохладитель, выталкивая из него ранее охлажденные формы для транспортировки до следующей 5 промежуточной станции. По прибытии гидратных форм на станцию назначения они поступают в один из.параллельных плавителей, работающих попеременно и нагреваемых 10 холодоносителем, циркулирующи>л, например, в установке кондиционирования воздуха. Плавление блоков, ведется при давлении порядка 10 бар и температуре около 3 С (при более низких давлениях и для газа с большим содержанием метана температура плавления может быть достигнута при -5ОС), с выделением газообразного природного газа и пресной воды, отводимых на потребление. Теплота процесса плавления гидратных л>орм холодопроизводящего процесса (db =3790 кдж/кг выделившегося метана )используется для охлаждения холодоносителя до температуры порядка 0 — +6 С.

Согласно диаграммы линия ДС представляет гидратную равновесную кривую для системы метан-вода. Гидраты образуются и существуют левее этой кривой, а правее ее плавятся. Для природного газа гидратная линия

L F лежит ниже, т.е. гидраты образуются при пониженных, по сравнению с чистым метаном, давлениях.

Последовательность А, 12345 В представляет собой процессы, протекающие на начальной промежуточной и конечной станции, а также по длине газопровода, 40, Операции А26В> представляют собой . процессы гидратного термокомпрессора.

A - процесс образования гидратов t природного газа в кристаллизаторе/ 45

А„-1 — сжатие крист аллогидратной суапензии и ее прессование для получения гидратной формы;

1-2 " сброс давления при выходе гидратной формы из шнекового устройства;

2-3 - переохлаждение гидратной формы в переохладителе;

3-4 — транспортировка гидратной формы от начальной станции до первой 55 промежуточной станции. Этот процесс протекает с падением давления и подогревом гидратной формы. Подогрев формы до температуры, превышающей

Ь температуру равновесной кривой EF недопустим иэ-за,опасности размягчения формы и закупорки газопровода, 4-5 — подъем давления в переохла- дителе на промежуточной станции, 5-3 — "закалка" гидратной формы в переохладителе.

Процессы 4-5-3-4 повторяются на всей трассе и на всех промежуточных станциях газопровода.

4-В1 — понижение давления и нагрев гйдратной формы в плавителе на станции назначения", В1 — процесс плавления гидратов на станции назначения. Этот процесс плавления гидратов на станции назначения ведется с непрерывной выдачей потребителям природного газа в газо образном состоянии, пресной воды и холода, параметры точки В могут быть повышены. Можно плавить гидраты, например, при температуре 30 С и при о этом получать газ высокого давления (порядка 100-200 бар ). В этом случае нет выработки холода, а сам газопровод превращается в гигантский термокомпрессор..

Природный газ транспортируется в виде гидратных форм, а также в. виде сопутствующего газа, проталкивающего гидратные формы. Расход сопутствующего газа, перекачиваемого термокомпрессорами, относительно невелик.

A2 — процесс гидратообразования в кристаллиэаторе термокомпрессора.

Точка А2 в принципе может совпадать с точкой A Несовпадение этих точек проиэведейо ради ясности иэло>кения.

А2-6 — с>катке кристаллогидратной суспенэии в насосе. Этот процесс подъе ла давления близок к иэотермическому.

6 — процесс фильтрования гидратов от воды. Этот процесс является механическим. При его проведении па рюлетры гидратов не изменяются,вследствие чего он изображается точкой °

6-В > — изобарический нагрев гидратов в плавителе.

 — процесс плавления гидратов, 2 в результате которого получается сжатый гаэ высокого давления, используемый в качестве движущей среды для транспортировки гидратных форм.

При транспортировке газа с большим содержанием метана (в предельном случае - чистый метан) параметры процессов газопровода изменяются в сторону понижения температур и повышения давлений в направлении .Р.

Филиал ППП "Патент".r.Ó>Kãîðoä.óë.Ïðoåêòíàÿ.4

Ф

ВНИИПИ Заказ 10765/4 Тираж 949 Подписное