2020-04-07
339
На первом этапе определяется равновесное давление гидратообразования pсм при двух реперных температурах, которое в зависимости от компонентного состава газа может находиться по одной из формул. Формулы 3.1, 3.2 подразделены на способность газовой смеси образовывать гидраты кубической структуры I, либо гидраты кубической структуры II, соответственно.
Для определения условий равновесного давления гидратообразования для газа с компонентами способными образовать гидраты структуры I применяется следующая формула.
| (3.1) |
А для определения равновесий газовых гидратов структуры II применяется формула представленная ниже.
| (3.2) |
где pсм – равновесное давление образования гидратов, МПа;
yi – молярное содержание i-го компонента в газовой фазе (заданное на «безводной» основе);
ai – параметр, зависящий от температуры, определяется по таблице 3.2, 3.3;
pj – параметр, имеющие смысл равновесного давления гидратообразования индивидуального компонента, определяется по таблице 3.2, 3.3.
Таблица 3.2 - Параметры для гидратов кубической структуры I
| Температура, К | Параметры (в числителе ai, в знаменателе pj) | |||||
| CH4 | C2H6 | CO2 | H2S | N2 | C3H6 | |
| 243,15 | 12,8/2,26 | 0/0,11 | 11/0,46 | 350/0,053 | 1,9/17,1 | - |
| 268,15 | 3,73/4,53 | 0/0,39 | 2,8/1,34 | 62,2/0,139 | 0,8/36,2 | 0/0,059 |
| 273,15 | 3,03/5,03 | 0/0,51 | 2,2/1,89 | 45,7/0,166 | 0,7/43,0 | 0/0,072 |
| 283,15 | 2,03/17,2 | 0/1,7 | 1,39/8,76 | 25,5/0,57 | 0,4/137,3 | 0/0,255 |
Таблица 3.3 - Параметры для гидратов кубической структуры II
| Температура, К | Параметры (в числителе ai, в знаменателе pj) | |||||||
| CH4 | C2H6 | C3H8 | i- C4H10 | n- C4H10 | CO2 | H2S | N2 | |
| 243,15 | 0,85/ 97,3 | 0/ 0,524 | 0/ 0,365 | 0/ 0,0194 | 0/ 0,22 | 6,74/ 5,65 | 350/ 6,2 | 1,89/ 759 |
| 268,15 | 2,87/ 173,0 | 0/ 1,55 | 0/ 0,1365 | 0/ 0,0854 | 0/ 0,97 | 1,81/ 14,37 | 62,3/ 8,4 | 0,8/ 1575 |
| 273,15 | 2,5/ 231,0 | 0/ 2,3 | 0/ 176,0 | 0/ 0,113 | 0/ 1,6 | 1,4/ 26,3 | 46,1/ 10,47 | 0,67/ 2323 |
После определения равновесных давлений гидратообразования используется зависимость для получения зависимости описывающей условия гидратообразования предложенной газовой смеси.
ln(p) = - A/T + B или ln(p)z = - A1/T + B1, (3.3)
где A, B, A1, B1 – расчётные параметры, являющиеся вспомогательным элементом для описания кривой равновесных условий гидратообразования;
p – полученное равновесное давление гидратообразования;
z – коэффициент сжимаемости газовой смеси.
На рисунке 3.1 представлен пример графика, описывающего индивидуальные условия гидратообразования газовой смеси.
Рисунок 3.1 - Условия гидратообразования газовой смеси
На основании полученной зависимости строится график, по которому возможно определить равновесное давление гидратообразования при необходимой температуре газового потока.
