Способ получения газовых гидратов

 

Изобретение относится к получению, хранению и использованию в промышленности газовых гидратов. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет расширения области существования гидратов. Способ осуществляют, подавая сплошной турбулентный поток дисперсии газгидратообразователя в водосодержащей жидкости, пропускают по каналу при температурах и давлениях устойчивости гидратов в присутствии ациклических насыщенных одноатомных спиртов С<SB POS="POST">3</SB>-С<SB POS="POST">4</SB> с разветвленными алкильными радикалами или ацетона или их смесей в течение времени, достаточного для образования гидратов. В качестве газгидратообразователей применяют метан, этан и природный углеводородный газ. 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 F 25 J I 00.

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4282273/23-26 (22) 23. 06, 87 (46) 23.07.89. Бюл. N 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве, подземного хр анения не фти, нефте продуктов и сжиженных газов (72) А. M. Лисичкин, В.A. Блохин, П.П.Чернов и И.И.Зыбинов (53) 66.073.2(088.8} (56) Патент США Н - 2375559, кл. 48-190, 1945. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОВЬК ГИДРАТОВ (57) Изобретение относится к получению, хранению и использованию в проИзобретение относится к получению газовых гидратов, а именно к получению гидратов в присутствии веществ, облегчающих переход гидратообразующих газов в гидратное состояние, и может быть применено в химической, газовой и других газопроводящих и газопотребляющих отраслях промыпленности

Цель изобретения — повышение экономической эффективности процесса за счет расширения области существования rазовых гидратов.

Пример 1. Определяют давления и температуры, отвечаикцие предельным состояниям устойчивости гидратов метана, этана и природного ra2 мьш ленности газовых гидратов. Цель изобретения — повышение эффективности процесса эа счет расширения области существования гидратов. Способ осуществляют, подавая сплошной турбулентный поток дисперсии газгндратообраэователя в водосодержащей жидкости, пропускают по каналу при температурах и давлениях устойчивости гидратов в присутствии ациклических насыщенных одноатомных спиртов С>-С+ с разветвленными алкильными радикалами или ацетона или их смесей в течение времени, достаточного для о6разования гидратов. В качестве гаэгидратообразователей применяют метан, этан и природный углеводородный гаэ.

3 э.л. ф-лы, 2 табл., за при их контакте с дистиллированной водой и водными растворами неэлектролитов различной концентрации.

К числу последних относятся ацетон, изопропанол, изобутанол, вторбутанол, третбутанол, сивушные масла. В качестве сивушных масел применяют побочные продукты гидролизного производства этанола.

Измерения параметров состояния устойчивости гаэгидратов проводят в статических условиях в реакторе постоянного обьема.

Состав сивушных масел определяют хроматографически на колонке с твердой фазой при длине колонки 2 м и внутренним диаметром 3 мм. Гаэ-носи3 1495611 тель — гелий, рабочая температура колонки 100 и 180 С.

Сивушные масла включают, мас. : амиловые спирты, преимущественно изоамиловый и оптически активный первичный амиловый (2-метилбутанол-1 и

3-метилбутанол-1 соответственно)

47,8 мас. в расчете на органическую часть фракции; иэобутанол 14,6 мас., 10 вторбутанол 2,3 мас., н-бутанол

2,1 мас, ., иэопропанол 12,1 мас., н-пропанол 4,1 мас.%, остальное— терпены, высшие спирты и фурфурол.

Индивидуальные газы имеют чистоту 15

99,7 .. В качестве природного газа применя от гаэ с первой ступени сепарации Вуктыльского месторождения.

Состав газа, Ж: метан 81,9; этан

9,57; пропан 2,59; бутаны 0,97; пен- 20 таны О, 3; остальное — азот, Измерения проводят в металлическом толстостенном сосуде, снабженном рубашкой термостатирования, электромагнитной мешалкои и кварцевыми окнами для визуальной регистрации появления газгидратов. Гаэгидратообразователь барботируют через воцную жидкую фазу при непрерывном перемешивании. 30

Границу газгидратной области параметров состояний определяют по семи — десяти измерениям минимальных давлений образования гидратов при фиксированных значениях температур.

Экспериментальные значения сглаживают по методу наименьших квадратов в линейном приближении Диттона-Фроста.

В табл. 1 приведены эксперимен- 40 тапьные значения понижения (депрессии} минимального давления устойчивости гидратов при двух температурах для предлагаемых гидратообразователей, неэлектролитов и концентраций 45 неэлектролитов в водных растворах

oTHocHTBHьнО воды (по известному спо» собу), а для чистой воды — величины давлений.

Из данных табл. 1 следует, что наиболее эффективным неэлектролитом, промотирующим образование гидратов всех изученных газов, является ацетон.

Пример 2, Определяют давления и температуры, отвечающие образованию гидратов метана в газожидкостном потоке при фиксированном времени реакции, В качестве реактора используют трубку из нержавеющей стали: внутренний диаметр трубки

10 мм, длина 2 м. Трубку погружают> в термостат и поддерживают температуру в термостате с точностью до

+0,1 С. Через две раздельные трубки к переднему концу трубки-реактора подводят газ и жидкую фазу, причем каждая иэ трубок также термостатируется. Температура в зоне смешения, определяемая термопарой хромель — копель, совпадает с температурой термостатирования.

Выхэдной конец трубчатого реактора соединяют с толстостенным каналом из оргстекла, имеющим внутренний диаметр 20 мм и длину 10 см.

Канал. предназначен для наблюдения за состоянием газожидкостного потока, истекайщего из трубчатого реактора, и фиксации момента появления суспензии гидратов..

Эксперименты проводят на водном растворе ацетона молярной концентрации 1,64 моль. Скорость гаэожидкостного потока в трубчатом реакторе поддерживают постоянной и равной 10 см/с, что обеспечивает время контакта гид" ратообразователя с жидкой фазой в течение 20 с, Молярное соотношение газа и жидкой фазы 1:10.

Эксперименты проведены при 273—

290 К. Для дистиллированной воды и для водно-ацетонового раствора определяют при фиксированных температурах минимальные давления, при которых регистрируется появление в потоке суспензии гидратов.

В табл. 2 указаны минимальные дав- ления образования газовых гидратов при трех температурах, гидратообразователь — метан.

Приведенные в табл. 2 значения иллюстрируют наличие значительного промотирующего эффекта ацетона, существенно облегчающего переход газа в гидратное состояние. формула изобретения

1. Способ получения газовых гидратов путем пропускания турбулентного потока дисперсии газгидратообразова- . теля в водосодержащей жидкости в канале при температуре и давлении устойчивости гидратов, о т л и ч а ю— щ и Й с я тем, что, с целью повыше1495611 цин 0,1 — 19, 1,3 — 6,0 и 0,4

120 моль на 1000 r Н О соответственно.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что изо- или вторбутанол берут в концентрации от

0,3 моль.на 1000 г Н О до отвечающей насыщенному раствору. . 4. Способ по п. 1, о т л и ч а юm и и с я тем, что в качестве смеси спиртов используют сивушные масла сульфитно-спиртового и гидролизного производства этанола.

I ния эффективности процесса за счет р асширения области суще ствования гидратов, йропускание ведут в присутствии ацетона или иэопропанола, или:.. изо-, втор-, третбутанола, или их смесей, а в качестве гидратообразователя используют метан, этан и природный гаэ.!

О

2. Способ по п. l, o ò ë è ÷ à þшийся тем, что ацетон, изопропанол и третбутанол берут в концентраT абл иц а !

Молярная концентраНеэлектролит

Цепресси образова- МПа, при, К тель ция не275

280 электролита

Отсутствует; вода (по известному способу)

Ацетон

Метан

И

Метан

Иэобутанол

Вторбутанол

1,39

1,51

0,34

Oi7l

0,69

0,08

0,49 и»

tI

Этан

И

И

1,10 1,2!

0,12

0,58

0,59

0,10

0,21

Сивушные масла

Ацетон

О,l

0,9

4,0 .19,0

0,1

«И

Природный газ

0,9

2,30

«и

1,45

«tt»

И

И

ll

И

Изопропанол

tt

ll

It

tt

II

Третбутанол

0,05

0,1

0,9

4,0

19,0

24,0

0,9

1,3

2,0

3,0

6,0

7,0

0,3

0,4

1,0

4,0

120,0

0,2

0,3

Насыщенный

I»

11

«и»

Il

II

И» и

И

lI

1l

И

II

II

II

tl и

3,37

О

0,28

l,79

2,08

1,18

0,1

О,О

0,37

0,82

0,82

0,30

0,07

-О, 08

0,18

1,25

1,60

0,15

-О, 10

0,23

5,65

0,1

0,60

2,41

2,54

1,18

0,0

-0,1

0,25

l,28

l,28

0,31

-О, l 9

-О, l 2

0,32

1,70

2,45

Oill

«.О, l!

0,49

I

Иолярная .концентрацияия неэлектролита

1495611

Продолжение табл .!

Депрессия давления, ИПа, при, K

1 аз гидратобраэователь

Неэлектролит

280

275

4,0

19,0

2,0

0,97

2,28

0,78

П р и м е ч а н и е. Знак минус означает повынение предельного давления в присутствии неэлектролита, т.е, ингибирование образования гидратов.

Таблица 2

Жидкая фаза Давление в реакторе, MIa, при, К

275 280 285

Дистиллированная вода (по известному способу,)

Водный раствор ацетона

10,2

4,1 6,6

l,4 2,9

5,7

Составитель А.Мелков

Редактор И Дербак Техред N.Дидык Корректор О. Кравцова

Заказ 4244/37 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!О!