Умови утворення гідратів. Фазові діаграми.

Потрібно відмітити, що дуже часто через кінетичні чинники і при створенні необхідних термодинамічних умов реакція утворення гідратів не протікає до кінця відразу і вимагає тривалого часу. Дисоціація гідратів зазвичай відбувається легше, але у разі гідратів вуглеводнів при температурах нижче 0^оС в області відносно невисокого тиску, де вони метастабільні (лівіше за лінію ihg), розкладання відбувається не відразу і гідрати можуть зберігатися довгі роки за рахунок ефекту самоконсервації.

На практиці умови утворення гідратів визначають за допомогою рівноважних графіків (рисунок 1.2) або розрахунковим шляхом - за константами рівноваги і графоаналітичним методом за рівнянням Баррера - Стюарта. Уявлення про умови утворення гідратів дає фазова діаграма гетерогенної рівноваги, побудована для систем М, – Н₂0 (рисунок 1.2).

У точці С одночасно існують чотири фази (I, II, III, IV): газоподібний гідратоутворювач, рідкий розчин гідратоутворювача у воді, розчин води в гідратоутворюючі і гідраті. У точці перетину кривих 1 і 2, відповідній інваріантній системі, не можна змінити температуру, тиск або склад системи без того, щоб не зникла одна з фаз. При всіх температурах вище відповідного значення в крапці З гідрат не може існувати, як би не був великий тиск. Тому крапка З розглядається як критична точка утворення гідратів. У точці перетину кривих 2 і 3 (крапка В) з'являється друга інваріантна крапка, в якій існують газоподібні гідратоутворювач, рідкий розчин гідратоутворювача у воді, гідрат і лід.

Рисунок 1.3. – Рівноважні криві утворення гідратів природних газів залежно від температури і тиску

З цієї діаграми виходить, що в системі M – Н2о можливе утворення гідратів по наступних процесах:

М_г + т (Н₂О)_ж « Мт(Н₂О)_т ;

М_р + т (Н₂О)_т « Мт (Н₂О)_т;

M_ж + т (Н₂О)_ж_« Мт (Н₂О)_т;

М_тв+ т (Н₂О)_т« Мт (Н₂О)_т ,

де Mг, Мж, Мт – умовне позначення гідратоутворююча відповідно газоподібного, рідкого і твердого; (H2О)_ж, (Н2о)_т– молекули відповідно рідкої і твердої (лід) води; т – число молекул води у складі гідрата.

Якщо вода переохолоджена, пружність дисоціації гідрата менша, ніж за наявності льоду. Отже, для утворення гідратів необхідно, щоб парціальний тиск пари води над гідратом був вищий за пружність цієї пари у складі гідрата. На зміну рівноважної температури гидратообразования впливають: склад гідратоутворююча, склад води, турбулентність, і так далі Швидкість гідратоутворення т залежить від швидкості охолодження системи гідратоутворювач – вода (відведення тепла гідратоутворення).

З малюнка 1.3 витікає, що чим вище щільність газу, тим вище температура гидратообразования. Проте якщо на збільшення щільності природного газу впливають не гідратоутворюючі компоненти, то температура його гідратоутворення знижується.

Лекція 2Попередження та ліквідація газогідратів в системах добування газу

План.

1.Утворення газогідратів у трубопроводах та нафтогазовому обладнанні

2.Місця утворення гідратів

3. Основні методи визначення місця утворення гідратів

4. Класифікація методів боротьби з гідратами газів

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Полтава 2012	\|	Утворення газогідратів у трубопроводах та нафтогазовому обладнанні

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.