Метод снижения давления в газопроводе

Ликвидация гидратов природных газов в газопроводах

Устранение гидратов в системе магистральных газопроводов отличается от их ликвидации в скважинах (значительные объемы гидратных пробок, условия пролегания газопроводов и т.д.).

Гидратные пробки, образующиеся в системе магистрального транспорта, бывают сплошными или прерывистыми, полностью или частично перекрывающие сечение газопровода, уплотненные или разрыхленные, равновесные или переохлажденные.

Устранение гидратных пробок в системе транспорта газа в зависимости от конкретных условий осуществляется следующими методами – снижением давления ниже равновесного при заданной температуре, повышением температуры, вводом ингибиторов, сублимацией гидратов и комбинацией различных методов.

Данный метод осуществляется при отключенном с двух сторон участке газопровода, путём снижения до атмосферного давления за счёт его выпуска в атмосферу. При снижении давления в газопроводе с гидратной пробкой и некоторым количеством свободной воды при положительных значениях температуры начинается диссоциация гидрата с поглощением тепла. Необходимая для разложения гидрата энергия поступает из окружающей среды и в первую очередь от грунтовой воды, а этот процесс сопровождается понижением температуры. В тот момент времени, когда температура системы достигает 0 ⁰С, необходимая энергия для диссоциации гидратов получается за счёт тепла, выделяющегося при замерзании свободной воды и воды, выделившейся из гидрата при снижении его температуры от начальной до 0 ⁰С. Данный процесс описывается уравнением вида

, (56)

где μ - коэффициент избытка свободной воды в гидрате, определяемый по уравнению

, (57)

где m_в и m_h – соответственно масса свободной (не связанной в гидрат) воды и гидрата, г;

L_k – удельная теплота процесса гидратообразования при положительных температурах, кДж/г;

, (58)

где L₁ – теплота процесса гидратообразования при положительных температурах, кДж/моль;

М_h – молекулярная масса гидрата;

с_h – теплоёмкость гидрата при конечной температуре,;

t₀ – начальная температура гидрата, ⁰С;

t_к – конечная температура разложения гидрата ⁰С;

Е – доля общей массы воды, перешедшей в лёд, определяется из уравнения

, (59)

где m_h – масса воды, связанной в гидрат, г;

, (60)

где L_{пл. л} – теплота плавления льда, кДж/г;

с_в. – теплоёмкость воды, .

Данный метод рекомендуется при условии, что конечная температура разложения гидрата больше 0 ⁰С – это позволяет исключить замерзание воды. Коэффициент избытка свободной воды в гидрате μ зависит от температуры гидрата и должен иметь значение более 5,5.