Способ предотвращения и ликвидации гидратных отложений природного газа Советский патент 1991 года по МПК B01D53/28 

Изобретение относится к предупреждениям и ликвидации гидратных отложений природных газов и может быть использовано при добыче, промысловой подготовке, магистральном транспорте и хранении природных и нефтяных попутных газов,

Цель изобретения - сокращение эксплуатационных затрат.

В соответствии с технологией гидролиз- но-спиртового производства этанола эфиро-альдегидную фракцию (ЭАФ) получают как головной продукт либо из спиртовой колонны, из последних секций дефлегматора (при трехколонной схеме ректификации), либо из эпюрационной колонны (при четырех- колонной схеме), либо из эфирной колонны (при пятиколонной схеме). В последнем случае ЭАФ является укрепленной. Фактически, название фракции определяет место ее отбора в технологической схеме ректификации этанола и тем самым Б значительной мере ее состав.

Помимо того состав ЭАФ определяется стадиями гидролиза растительного сырья и микробиологического сбраживания гидроли- зованных гексозных Сахаров. В соответствии с принятой технологией гидролиз осуществляют разбавленной (0,5-0,8%-ной) серной кислотой, сбраживание сусла - дрожжевыми микроорганизмами рода Saccharomyces и Scnirosaccharomyces.

Поданным V проведенным наблюдениям ЭАФ включают: метанол - 15-30 мас.%, этанрл-до50%, сложные эфиры(эппформи- ат, метил- и эти л ацетаты и цр}- 1-7%, апьде- гидьДформальдегид, анетальде ид, i лиоксаль и метилглиоксаль и др.,| - 3-5%. кетоны (ацетон и метилэтилкетон) - 1-24%, кислоты высшие спирты доЗ%, вода -до 5%

Укрепленная ЭАФ содержит метанол 4-10 мас.%, этанол -30-50%, сложные эфиО 00

о

XJ

т&

ры 25-38 мас.%, альдегиды - 16-18%, кислоты, высшие алканояы - 1-3%, остальное вода. Содержание неидентифицированных примесей не превышает 1,5%.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В устье скважин, шлейфы, в дроссельные устройства, s сепараторы i и II ступеней, в теплообменники - в поток сырого газа вводят ЭАФ с целью предупреждения образования газогидратов. Для разрушения гидратных пробок в магистральных трубопроводах или в городских газораспределительных системах в районах Крайнего Севера, в места их образования вводят ЭАФ до расплавления гидратных пробок. Аналогично ЭАФ можно вводить в гидратную залежь или иную гидратную массу до ее разрушения. Расход ингибитора определяют в соответствии с общепринятой практикой. При одинаковых характеристиках потока сырого газа расход ЭАФ выше расхода метанола в среднем в 1,25 раза. При осуществлении разрушения гидратных пробок расход ЭАФ выше, чем метанола в 1,38 раза.

Пример. Предлагаемый способ предупреждения и ликвидации гидратных отложений с использованием ЭАФ гидролиз- но-спиртового производства реализуют на существующем технологическом оборудовании, используемом для сбора, подготовки, транспорта и хранения газа.

Экспериментальное определение эффективности осуществления способа предупреждения образования гидратов природного газа и их разрушения осуществляют с двумя укрепленными ЭАФ; Онежского (ЭАФ-5А) и Ивдельского (ЭАФ-5И) гидролизных заводов, использующих для сбраживания гидролизованных гексозных Сахаров, соответственно, Saccharomyces и Schizosaccharomyces, и с одной ЭАФ Архангельского гидролизного завода,отобранной из флегмовой линии эпюрационной колонны, 470 соответствует ЭАФ, получаемой при ректификации по четырехколонной схеме (ЭАФ-4А).

Определение эффективности ингибиторов газогидратов осуществляют в термоста- тируемом металлическом сосуде высокого давления, снабженном электромагнитной мешалкой, двумя кварцевыми окнами для визуального наблюдения за образованием и разрушением гидратов и термопарой хро- мель-копель для измерения температуры внутри сосуда. Система термостатирования обеспечивает поддержание температуры в сосуде с точностью ±0,05°К. Жидкую фазу заливают в сосуд высокого давления примерно до середины кварцевых окон, что позволяет следить за состоянием жидкой и газовой фаз. Для регистрации начала образования гидратов или завершения их разрушения применяют длиннофокусную оптическую систему с 50 -кратным увеличением. В установке предусматривают подачу газа в сосуд высокого давления снизу, через жидкую фазу и ввод жидкого ингиби0 тора в сосуд сверху.

Эксперименты проводят с природным сырым газом Вуктыльского месторождения, при температуре 253-278 К и давлении до 15МПа.

5 При определении эффективности предотвращения образования газовых гидратов в присутствии заявленных ЭАФ измеряют при фиксированных значениях температуры минимальные давления, при которых об0 разуются гидраты, и не менее чем по десяти таким образом установленным параметрам состояния, сглаженным по методу наименьших квадратов в линейном приближении Диггона-Фроста, определяли границу газоЬ гидратной области параметров состояния. Для всех трех видов ЭАФ измерения проведены при их концентрации в водных растворах 30, 37,2, 40 и 50 мас.%. Аналогичные измерения проведены для водно-метаноль0 ных растворов концентрации 0, 5, 20, 30, 37,2,40.0%.

При определении эффективности разрушения газогидратов в присутствии ЭАФ или метанола в сосуд высокого давления зали5 вают воду, переводят ее полностью в гид- ратную массу, после чего в сосуд сверху подают измеряемое количество ингибитора, вызывающее полное разложение гид- ратной массы.

0 В обоих типах экспериментов определяют концентрации водных растворов ЭАФ и метанола при равных предельных давлениях и температурах образования и разрушения гидратов (в последнем случаэ в течение

5 определяемого промежутка времени).

Полученные результаты усредняют по всем образцам ЭАФ и по концам экспериментального интервала. Средняя величина расхода ЭАФ на предотвращение образова0 ния гидратов природного газа в 1,25 раз больше, чем метанола; для разложения гидратов - в 1,38 раз.

В таблице приведены сравнительные показатели трех способов предупреждения

5 и ликвидации гидратных отложений.

Таким образом, осуществление предлагаемого способа Обеспечивает снижение эксплуатационных затрат в 2.Зрзла по сравнению с прототипом и в 2,8 раза по сравнению с существующей технологией.

Формула изобретения 1. Способ предотвращения и ликвидации гидратных отложений природного газа, включающий введение ингибитора гидрообразования в газовый пЬток или в зону гидратной массы, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса при сохранении степени ингибирования, в качестве ингибитора используют эфироальде0

гидную фракцию гидролизно-спиртового производства на основе сернокислотного гидролиза и спиртового сбраживания культурами дрожжей рода Ssccharornyces и Schlzosaccharomyces,

2. Способ по п, 1,отличающийся тем, что в качестве эфироальдегидной фракции применяют укрепленную зфироальде- гидную фракцию.

Изобретение относится к предупреждению и ликвидации гидратных отложений природных газов и может бить пспользопа- но при добыче, промысловой подготовке, магистральном транспорте и хранения природных и нефтяных попутных газов. Для снижения эксплуатационных затрат в ствол скважины, в систему газосбора и промысловой подготовки газа к магистральному транспорту - в газоводный поток, в магистральные трубопроводы - в зону гидратной пробки, в гидратную массу вводят эфиро- альдегидную фракцию или укрепленную эфиро-альдегидную фракцию гмдролизно- спиртового производства на основе сернокислотного гидролиза и спиртового сбраживания культурами дрожжей рода Saccharomyces и Schlzosaceharomyces. 1 з.п ф-лы, 1 табл.

При концентрации ингибитора 37,5% в водном растворе.