Обоснование выбора корреляций для адекватного описания условий гидратообразования газов различного состава.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 4
Введение 5
1. Литературный обзор 7
1.1 Газовые гидраты и условия их образования 7
1.2 Типы гидратов 11
1.3 Методы определения условий гидратообразования 14
1.4 Методы борьбы с гидратообразованием 23
1.5 Анализ погрешностей 27
2. Анализ эффективности применения корреляционных методов для определения условий гидратообразования 29
2.1 Анализ эффективности применения корреляционных методов для определения условий гидратообразования в зависимости от плотности газа 29
2.2 Анализ эффективности применения корреляционных методов для определения условий гидратообразования в зависимости от состава газа 31
2.3 Влияние содержания неуглеводородных компонентов на температуру гидратообразования 38
2.4 Анализ чувствительности определения температуры гидратообразования к составу газа 44
Заключение 48

Весь текст будет доступен после покупки

Образование гидратов стало серьезной проблемой, которая создает трудности для газовой промышленности, занимающейся переработкой и добычей газа, поскольку это может привести к закупориванию скважинного пространства, трубопроводов, оборудования и снижению устьевого давления. Это приводит к срыву производства и влечет за собой дополнительные расходы.
Изучение гидратообразования актуально на сегодняшний день и с момента его открытия были опубликованы многочисленные результаты экспериментальных исследований. Кроме того, газовая промышленность находит новое применение гидратам - например, рекуперация энергии, разделение, хранение и транспортировка газа – что побуждает ученых проводить новые и более подробные исследования процесса гидратообразования.
За последнее десятилетие были проведены исследования гидрата не только по его предотвращению, но и по изучению наиболее эффективных методов его использования в качестве хранилища газа и метода транспортировки, или даже в качестве технологии разделения. Однако из-за низкой скорости образования газовых гидратов и необходимости использования низких температур и высокого давления для их образования промышленные установки сталкиваются с серьезными трудностями при использовании гидрата.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Литературный обзор

1.1 Методы определения условий гидратообразования

На ранних этапах исследований гидратов Робинсон [19] начал серию экспериментальных работ по условиям образования гидратов. Эксперименты проводились в одной равновесной ячейке из нержавеющей стали с окнами из пирекса сзади и спереди для наблюдения за кристаллизацией. После закачки требуемых компонентов температура снизилась до уровня ниже расчетного состояния равновесия для того, чтобы образовались зародыши кристаллов для дальнейшего образования гидратов. Затем равновесную температуру получали путем регулирования температуры около точки, при которой происходили рост и диссоциация кристаллов. На основе полученных данных они подобрали бинарный параметр взаимодействия для прогноза образования гидратов. Приведено среднее абсолютное отклонение 5,7–15,3% от экспериментальных данных для пластового давления при определенной температуре.
Для получения условий образования гидрата существуют два экспериментальных метода. Первый - это метод «температурного поиска». В этом подходе давление поддерживается постоянным до тех пор, пока не будет измерена температура пласта. Второй метод - это метод «поиска давления», в котором температура поддерживается постоянной для получения пластового давления [20]. C.F. Ma, G.J. Chen, F. Wang, C.Y. Sun, T.M. Guo [21] применили метод поиска давления в прозрачной ячейке давления и определили исходные данные гидратообразования чистого этилена, пяти бинарных газовых смесей CH4 + C2H4 и четырех бинарных газовых смесей CH4 + C3H6. Содержание этилена и пропилена в смесях составляет от 7,13 до 100 мол.% И от 0,66 до 71,96 мол.% Соответственно. Их работа показала, что при одинаковой температуре, чем меньше удельный вес газа гидратообразователя, тем выше будет давление, при котором образуются гидраты.
В 2012 году Ян и др. [22] провели ряд экспериментальных исследований гидратного равновесия в пористых средах, чтобы оно было более близким к реальному состоянию. Они испытали различные составы CH4, C2H4 и C3H6. В результате было установлено, что присутствие этана и метана снижает равновесное давление. Кроме того, был сделан вывод, что когда концентрация пропана достигает примерно 15%, его влияние на равновесие является незначительным.
Газо-гравитационные диаграммы и эмпирические корреляции.
Газо-гравитационные диаграммы представляют собой простые графики температуры и давления. Плотность смеси является единственным требованием для определения условий образования на этих диаграммах. Гравитационные диаграммы Каца [23] - почти самый популярный инструмент прогнозирования условий гидратообразования. Они были созданы с помощью экспериментальных данных и расчетов, основанных на методах K-значения, первоначально разработанных Карсонандом Кацем [24]. В этом методе для аппроксимации температуры и давления гидрата учитывается только один параметр - средняя молекулярная масса. Следовательно, этот метод не очень точен и показал значительнуюпогрешностьпри значениях удельного веса от 0,9 до 1 [25]. Различные компоненты, хотя и имеют одинаковые молекулярные массы, имеют разное поведение гидратного равновесия. Однако гравитация Каца дает одинаковое значение для разных компонентов. Слоан доказал, что этот метод для различных смесей с одинаковой плотностью газа дает ошибку 50 % [26].

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки