Способ подготовки гидратных блоков к транспортированию в магистральном газопроводе Советский патент 1983 года по МПК B65G51/02 

Изобретение относится к бестарному магистральному транспорту газа в виде гидратных блоков, а именно к способу подготовки гидратных блоков для транспортирования их на газовой подушке. Известен способ транспортирования газовых гидратов в магистральном газопроводе, в котором подготовку газовых гидратных блоков к транспортированию осуществляют путем переохла кдения газовых гидратов до температуры более низкой, чем равновесная температура гидратообразования с помощью газа, охлажденного до 253-243 К 1. Однако данный способ требует использования больших количеств газа для охлаждения газовых гидратов, применения громоздких холодильных камер, обусловленных низкой эффективностью теплопередачи между газом и поверхностью твердого газового гидрата. Известен также способ подготовки газовых гидратных блоков к транспортированию в магистральном газопроводе, включающий их переохлаждение в камере переохлаждения газоконвертера начальной станции путем обдува холодным природным газом, предварительно сжатым в термокомпрессоре и охлажденным расширением в турбодетандере 2. Недостатком известного способа является то, что для переохлаждения газовых гидратных блоков требуются больщая поверхность теплообмена и использование больших количеств газа, охлажденного до 994-91 z,io i. Целью изобретения является повышение экономичности способа. Цель достигается тем, что перед обдувом поверхность блоков предварительно оплавляют с уменьшением массы блоков на 3-5°/о путем адиабатического сброса давления внутри камеры ниже равновесного давления гидратообразования на 1-2 мПа. На фиг. 1 изображен газоконвертер для осушествления способа; на фиг. 2 - фазовая диаграмма системы природный газ вода в координатах Р(давление) - Т (температура). Ца Р-Т-диаграмме обозначена равновесная гидратная кривая а, выше которой гидраты природного газа существуют, а нет, точка б с координатами Р-9мПа, Т 278 К, соответствующими параметрам состояния гидратов на выходе из шнека газоконвертера, точка в, соответствующая соетоянию гидратов в начальный момент их разложения (Р 0,6 мПа. Т 278 К), точки г и с1 соответствуют моментам начала и конца повышения давления над гидратным блоком от 0,6 до 6 мПа при постоянной температуре 273 К на участке подвода холодного газа в камеру переохлаждения, точка € соответствует состоянию гидратного блока на начальном участке транспортировки (Р 6 мПа, Т 270, 2К). Газоконвертер для осуществления способа содержит обогатительно-прессующую камеру 1, имеюи1ую внутри приводной перфорированный щнек 2 и ограниченную с передней стороны конусным фильтром 3. В фильтре 3 выполнено центральное отверстие 4, диаметр которого на 5-10 мм превыщает внутренний диаметр состыкованного с газоконвертером 5 магистрального трубопровода. Кроме того, в газоконвертере имеется отрезное устройство 6 для отрезания блоков и придания им формы, удобной для транспортирования на газовой подушке, камеру 7 для переохлаждения гидратных блоков, которая образована двумя соосными трубами, внутренней 8 и наружной 9. Труба 8 перфорирована и составлена из начального конусного участка 10, диаметр которого уменьшается от размера, соответствующего диаметру отверстия 4 до размера, соответствующего внутреннему диаметру трубопровода 5. Конечный участок 11 трубы 8 выполнен в виде цилиндра с внутренним диметром, равным внутреннему диаметру примыкающего к нему трубопровода 5. Камера 7 переохлаждения имеет участок 12 подвода газа, подлежащего транспортировке в интервалах между блоками, примыкающий к участку 11 внутренней трубы 8. Переохлаждение гидратных блоков в процес7е их подготовки в описанном устройстве осуществляют следующим образом, При работе щнека 2 гидратная масса, ,, разрезаемая устройством о на отдельные блоки, под давлением 9 мПа (точка б фиг. 2) подается в начальный конусный участок 10 камеры переохлаждения гидратных блоков, в котором поддерживается давление 0,6 мПа. Указанный сброс давления приводит к созданию условий для плавления гидратов (точка в фиг. 2). При этом оплавление гидратов существляют вадиабатических условиях, поскольку камера 7 термоизолирована и не обменивается теплом окружающей средой. В ходе оплавления необходимое тепло поступает за счет расходования внутренней энергии гидратов, что приводит к понижению их температуры. При этом реакция разложения гидратов протекает в соответствии с принципом Ле-Шателье в направлении, стремящемся воспрепятствовать воздействию, нарушившему исходное состояние равновесия системы и гидрат„ый блок охлаждения изобарически (от точки е к точке г фиг. 2). Этот процесс проте ает внутри участка 10 в течение примерно 1 мин. В конце этого процесса поверхностный слой гидратных блоков расплавляется, а их температура снижается до 273 К (точка г). Дальнейшее снижение температуры гидратного блока нецелесообразно, так как становится невозможным отвод воды, образующейся при разложении поверхностного слоя блоков. Эта вода может превратиться в лед, что приведет к повышению содержания воды в транспортируемых блоках.

В ходе поверхностного оплавления диаметр гидратного блока на входе участка 11, внутрь которого попадают холодный газ с температурой 213,8 К, уменьшается до внутреннего диаметра трубопровода 5. При следовании по этому участку, претерпевая охлаждение холодным газом, гидратные блоки охлаждаются до конечной температуры 270,2 К (точка е фиг. 2) и входят в трубопровод 5.

Количество гидратов, расплавляемых для понижения температуры блоков, относительно невелико и составляет 3-5% от количества транспортируемых гидратов.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГИДРАТНЫХ БЛОКОВ К ТРАНСПОРТИРОВАНИЮ В МАГИСТРАЛЬНОМ ГАЗОПРОВОДЕ, включающий их переохлаждение в камере переохлаждения газоконвертера начальной станции путем обдува холодным природным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, перед обдувом поверхность блоков предварительно оплавляют с уменьшением массы блоков на 3-5% путем адиабатического сброса давления внутри камеры ниже равновесного давления гидратообразования на 1 - 2 мПа. uz.1

т

аг.2