Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
237
құрылымды гидраттар құрайды, ал С
3
Н
8
және i-C
4
H
10
ІІ
құрылымды гидраттарды құрайды. Бутан гидраттардың
қалыпты құрылыммен жоғары КС құрамайды. Гидраттардың
түзілуінің міндетті шарты – газ ағынында сұйық фазада судың
болуы. Сұйық фазада су егер газ су буымен толық қанықса, яғни
газдың салыстырмалы ылғалдылығы бірге тең болса ғана
болады. Қысымның төмендеуі және температураның өсуімен
газдағы су буының максимальды мөлшері артады.
Газдағы судың берілген мөлшерінде газдың су буына толық
қанығу температурасы газдың су бойынша берілген қысымдағы
шық нүктесі деп аталады.
6.19-сурет. Гидраттардың түзілуі
Егер газ құбырына газ келіп тұрса, су мөлшері көлік
шарты бойынша (қысым және температура өзгерісі) газ
температурасы шық нүктесінен төмендемейді, сонда мұндай газ
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
238
құбырында тамшылы ылғалдылығы түспейді, сәйкесінше
гидраттар пайда болуының шарты жоғалады.
Егер газдың шық нүктесі температурадан жоғары болса,
соған дейін газ құбырындағы газ салқындай алатын (газ құбыры
орналасқан грунт температурасына дейін салқындай алады
немесе егер газ құбыры ашық орналасқан болса, қоршаған ауа
температурасына дейін салқындай алады) онда осындай газ
құбырында су буының конденсациясы жүзеге асады, яғни
гидрат пайда болу шарты орындалады.
Сұйық фазадағы су газы ағынының болуы – міндетті, бірақ
гидраттар пайда болуы жеткіліксіз шарттары. Гидраттар газ
құрамына байланысты белгілі температура мен қысымда пайда
бола алады.
Гидраттардың газдың әртүрлі тығыздығы үшін абсолютті
қысым мен температурадан пайда болу тәуелділігі 6.20-суретте
көрсетілген.
6.20-сурет. Гидраттардың пайда болуына абсолюттік қысымның
тәуелділігі және әртүрлі тығыздықтағы газдардың күндік
температурасы
Көмірсутек пен көмірқышқыл газы гидраттардың пайда
болуына әсер етеді. Газдың құрамындағы аз ғана көмірсутектің
мөлшерінен гидраттардың пайда болу температурасы өсе
Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
239
бастайды. Көмірқышқыл газының әсері азырақ. Азот және УВ
бутанға қарағанда ауырырақ және гидраттардың пайда болуын
қиындатады.
Гидраттардың пайда болу шарттарының мүмкіндігі –
графикалық түрде көрсетілген. (6.21-сурет). ОА аймағында газ
құбырында тамшылы ылғалдылық болмайды, себебі газдың
шық нүктесінің температурасы сол аймақтағы температурадан
төмен болады.
АБ аймағында бос су болады, бірақ газдың температурасы
гидраттың пайда болу температурасынан жоғары болады.
Сәйкесінше ОБ аймағында гидраттар пайда болмайды. БВ
аймағында су сұйық фазада және газ температурасы
гидраттардың пайда болу температурасынан төмен болады,
себебі бұл аймақ – гидраттар пайда болуының мүмкін зонасы. В
нүктесінен газ құбырының соңына дейін газдың шық нүктесінің
температурасы оның белгіленген температурасынан төмен
болады, себебі сұйық фазадағы су қайта буға көшеді және
гидраттар пайда болу шарты болмайды.
6.21-сурет. Газ құбырындағы гидраттардың түзілу жағдайының
өзгеруі:
1- қысымның өзгеру қисығы; 2- газ температурасының өзгеру
қысымы; 3- шық нүктесінің өзгеру қисығы; 4- гидраттардың
түзілуінің бастапқы қисығы
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
240
Газ құбырындағы газ қысымы жоғары және температура
төмен болған сайын, құбыр қабырғасында гидраттар тезірек
пайда болады. Гидраттар тұрақсыз қосылыстарға жатады және
кейбір шарттарда газ және суға тез бөлінеді.
Бізге белгілі гидраттардың пайда болу себептеріне
байланысты гидраттардың пайда болуын ескертеді. Гидраттарға
қарсы тұрудың барлық шаралары газдың гидрат пайда
болуының және судың энергетикалық қатынасына негізделген.
Өндірісте келесі тәсілдерді қолданады.
Газды қыздыру. 6.20-суретті қарастырайық, егер 2 қисық
2 күйді алса, газ құбырдағы газдың температурасы шық
нүктесінің температурасы үлкен, соған сәйкес бос су
тамшылары болмайды, яғни гидрат пайда болу шарты
болмайды. Газды қыздыру өндірісте кейбір жағдайларда
қолданылады, ескертпе ретінде және гидратты тығынды жою
үшін.
Газдың шық нүктесінің төмендеуі:
– газды транспорттағанда қысымын азайту, бұл жағдайда
шық нүктесінің температурасы азайған сайын гидраттың пайда
болуының температурасы да азаяды.
– сұйық фазадағы суды нейтралдау;
– газдағы судың мөлшерін азайту;
Егер 6.20-суретте 3 қисық 3-қалыпты алса, онда газ
құбырдың бойындағы газдың шық нүктесінің температурасы
оның температурасынан төмен болады, яғни тамшылық
ылғалдылық және гидраттар пайда болмайды.
Газ тығыздығының азаюы оның құрамындағы ауыр
көмірсутектің алынуы. Бұл жағдайда гидрат пайда болатын
температура өседі және төмендейді.
Газ ағынын ылғалдан босату – сорбция және төмен
температуралы сепарация әдісімен орындалады. Су бойынша
шық нүктесінің төмендеуі технологиялық температурадан
төмен, ол су буының конденсациясын болдырмайды, сәйкесінше
гидраттар пайда болмайды. Газ құрғатуда бірнеше тәсілдер
қолданылады, гидрат пайда болуының ингибриттарын –
спирттер мен электролиттер, оған метанол, этиленгликоль,
Достарыңызбен бөлісу: |
