Xem mẫu
- PHAÀN 5
GAS HYDRATE
Khaùi nieäm vaø ñieàu kieän taïo gas hydrate
Hydrate nhöõng taäp hôïp chaát coù theå toàn taïi beàn vöõng döôùi daïng tinh theå, chuùng laø moät daïng
dung dòch raén, trong ñoù caùc phaân töû nöôùc dung moâi nhôø caùc lieân keát hydro taïo thaønh khung hydrate,
trong caùc khoang cuûa khung naøy caùc phaân töû coù khaû naêng taïo hydrate nhö meâtan, etan, propane,
isobutan, nitô, H2S, CO2, seõ chieám choã. Caùc hydrocacbon coù phaân töû lôùn hôn seõ khoâng coù khaû naêng
taïo hydrate. Gas hydrate coù caùc ñaëc tính (bieåu hieän) beân ngoaøi gioáng nhö nöôùc ñaù, do ñoù coù theå
laøm taéc ngeõn ñöôøng oáng vaø caùc thieát bò.
ñieàu kieän thaønh taïo hydrate chæ khi hoäi ñuû caùc sau:
− Coù nöôùc ôû töï do, vaø coù söï tieáp xuùc giöõa khí vaø nöôùc.
− Ñieàu kieän nhieät ñoä nhoû hôn nhieät ñoä taïo hydrate.
− Coù thaønh phaàn nhö meâtan, etan, propane, isobutan, nitô, H2S, CO2.
− Coù söï thay ñoåi aùp suaát nhö qua van giaûm aùp.
− Coù moâi tröôøng vaø ñuû thôøi gian.
Xaùc ñònh ñieàu kieän aùp suaát nhieät ñoä taïo hydrate
Phöông phaùp ñoà thò: Ñaây laø phöông phaùp thöôøng duøng ñeå öôùc ñoaùn sô boä ban ñaàu.
neáu bieát ñöôïc tyû troïng khí γ cuûa hoãn hôïp khí ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñieàu kieän P, T taïo hydtare.
Hình 5.1 Ñoà thò tra nhanh ñieàu kieän taïo hydrate cuûa khí hydrocacbon theo aùp suaát vaø nhieät ñoä
Phöông phaùp haèng soá caân baèng: do Katz phaùt trieån, phöông phaùp naøy söû duïng cho ñieàu kieän aùp suaát
töø 0 – 70 bar.
Ngöôøi ta thieát laäp heä soá caân baèng khí – raén Kv-s cho caùc ñôn chaát coù theå taïo hydrate (C1-C4, N2,
CO2, H2S), Kv-s phuï thuoäc vaøo aùp suaát vaø nhieät ñoä xaùc ñònh baèng tra ñoà thò taát caû caùc caáu töû khoâng
hình thaønh hydrate coù Kv-s=∞
taïi ñieàu kieän P, T baét ñaàu taïo hydrate :
∑(yi/Kv-s) = 1
yi :thaønh phaàn mole cuûa caáu töû i
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 78
- Hình 5.2 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa Methane
Hình 5.3: Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa Ethane
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 79
- Hình 5.4 Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa Propane
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 80
- Hình 5.5 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa i-Butane
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 81
- Hình 5.6 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí - raén cuûa n-Butane vaø CO2
Hình 5.7 : Ñoà thò tra haèng soá caân baèng khí raén cuûa H2S
Phöông phaùp Trekell-Campbell
Phöông phaùp naøy döï ñoaùn cho ñieàu kieän thaønh taïo hydrate ôû aùp suaát cao töø 7000kpa ñeán 41400
kpa, phöông phaùp naøy cuõng tra ñoà thò öùng vôùi moãi aùp suaát thì moãi caáu töû coù khaû naêng taïo hydrate
vôùi moät phaàn ∆T khaùc nhau. Rieâng ñoái vôùi C5+ thì
yC5+ = 100*yC5+/(1- yC1 - yC5+)
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 82
- Hình 5.8 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 6,9 MPa
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 83
- Hình 5.9 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 13,8 MPa
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 84
- Hình 5.10 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 20,7 MPa
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 85
- Hình 5.11 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 27,6 MPa
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 86
- Hình 5.12 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 34,5 MPa
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 87
- Hình 5.13 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate ôû 41,4 MPa
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 88
- Hình 5.14 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate cuûa thaønh phaàn C5+ ôû 6,9MPa
Hình 5.15 : Ñoà thò döï ñoaùn nhieät ñoä taïo hydrate cuûa thaønh phaàn C5+ ôû 13,8->41,4 Mpa
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 89
- Khi khí hydrocacbon giaõn nôû ngöôøi ta cuõng xaây döïng caùc ñoà thò döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh
hydrate nhö sau:
Hình 5.16: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,6
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 90
- Hình 5.17: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,7
Hình 5.18: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,8
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 91
- Hình 5.19: Döï ñoaùn ñieàu kieän hình thaønh hydrate cho khí giaõn nôû coù γ = 0,9
Ví duï: moät hoãn hôïp khí gas γ = 0,7 aùp suaát ban ñaàu 10000kpa (abs) qua JT van giaõn nôû coøn 3400
kpa (abs) hoûi nhieät ñoä khí tröôùc khi qua van toái thieåu laø bao nhieâu ñeå khoâng xaûy ra hydrate.
Giaûi:
Tra ñoà thò hình 5.17 treân (γ = 0,7) ta döï ñoaùn nhieät ñoä caàn toái thieåu laø 44oC
Sau khi aùp duïng caùc phöông phaùp döï ñoaùn ñieàu kieän thaønh taïo hydrate ta coù theå veõ ñöôïc ñöôøng
cong hydrate FGH phaàn beân traùi cuûa ñöôøng cong laø phaàn coù theå hình thaønh hydrate. Do ñoù khoâng
neân vaän haønh cheá ñoä coâng ngheä ôû vuøng naøy maø khoâng coù caùc bieän phaùp söû lyù choáng hydrate.
Hình 5.20 : Ñöôøng ñaëc tính taïo hydrate cuûa khí gas
Prepared by Haø quoác Vieät pro Eng gas comp platform page 92
nguon tai.lieu . vn