Определение расхода ингибитора гидратообразования

Вводимый в систему ингибитор гидратообразования расходуется для насыщения газовой фазы и растворяется в водном и углеводородном конденсатах, образовавшихся при изменении термодинамических параметров системы. Следовательно, количество ингибитора, необходимого для предупреждения гидратообразования, может определяться по уравнению: G = gж + gг + gк , (1.9)

где gж – количество ингибитора, необходимого для насыщения жидкой фазы, кг/1000 м3; gг – количество ингибитора, необходимого для насыщения газовой фазы, кг/1000 м3; gк – количество ингибитора, растворенного в жидкой углеводородной фазе, выделяемой из 1000 м3 газа, кг.

Значение gж определяют по уравнению: gж = W·X2/(X1 – X2), (1.10)

где Х1 и Х2 – массовая доля ингибитора в исходном и отработанном растворах;

W – количество воды в жидкой фазе на расчетной точке, кг/1000 м3.

Массовая доля ингибитора в исходном растворе (Х1) относится к известным параметрам системы, а в отработанном растворе (Х2) зависит

ребуемого понижения температуры гидратообразования газа, природы самого вещества и определяется по формуле: Х2 = , где М – молекулярная масса ингибитора; К – коэффициент зависящий от типа раствора.

Для метанола М = 32, К = 1220.

Если известна величина Х2, то величину понижения температуры гидратообразования для ингибитора определяют по формуле:∆t = ,

Значение необходимой температуры понижения гидратообразования рассчитывают по формуле: ∆t = Тг – Тр, (1.13)

где Тг – температура гидратообразования газа, ˚С; Тр – температура газа в расчетной точке, ˚С.

После определения ∆t находят значение Х2.

Полученное значение Х2 соответствует такому раствору, который имеет температуру застывания ниже, чем температура в расчетной точке. Этот раствор не образует гидратов с компанентами газа.

Количество воды в жидкой фазе определяют по формуле: W = b1 – b2 + ∆b, (1.14)

где b1 и b2 – влагосодержание газа в начальной и расчетной точках системы соответственно, кг/1000 м3; ∆b – количество капельной влаги в газе в начальной точке системы, кг/1000 м3. При отсутствии фактических данных о количестве капельной влаги в системе, расход ингибитора, необходимого для насыщения газовой фазы, принимают на 10…20 % больше его расчетного значения.

Количество ингибитора, необходимое для насыщения газовой фазы определяют по формуле:Gг = 0,1∙а∙Х2, (1.15)

где а – отношение содержания ингибитора, необходимого для насыщения газовой фазы, к концентрации метанола в отработанном растворе.

Для упрощения расчета необходимого количества ингибитора гидратообразования, по представленной выше методике, проведем его с применением ПЭВМ с помощью программы представленной в приложении В. Расчет проведен при тех же условиях и данных, что и при гидравлическом и тепловом расчете шлейфа. Для летних условий расчет не проводился т.к. в летнее время, по расчетам, образование гидратов не наблюдается.

Результаты расчета расхода ингибитора приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Результаты расчета расхода метанола

Расход газа Qг, тыс.м3/сут	Длина шлейфа L, км	Температура окружающей среды tос., °С	Расход ингибитора G, кг/тыс.м3
5,71		- 35	0,308
	0,221
2,85		- 35	0,041
	- 35	0,402
	0,341

По результатом расчета видно, что в зимнее время удельный расчет ингибитора сильно зависит от длины шлейфа. Это явление напрямую связано с понижением температуры газа вследствии теплопередачи окружающей среде. Также можно сделать вывод, что с увеличением дебита газа удельный расход ингибитора уменьшается. Это связано с тем, что увеличивается скорость газа и он находится меньшее время в контакте с окружающей средой через стенки труб. Уменьшение времени контакта приводит к уменьшению перепада температуры по длине трубопровода, что подтверждается расчетными данными.