Способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси

Авторы патента:

Шостак Никита Андреевич (RU)

Запорожец Евгений Петрович (RU)

G01N7/00 - Анализ материалов путем измерения давления или объема газа или паров

G01N25/02 - исследование фазовых изменений; исследование процесса спекания

G01N13/02 - исследование поверхностного натяжения жидкостей

Владельцы патента RU 2678258:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к способам определения термобарических параметров (температуры и давления) образования гидратов в многокомпонентной смеси типа нефтяных или природных газов. Оно может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности для предотвращения образования техногенных гидратов или для их получения. Предлагаемый способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси включает определение ее компонентного состава и исходной температуры, а также расчет давления образования гидратов для одного из двух температурных диапазонов, менее или более 273,15 К, включительно, по формулам. Причем давление образования гидратов из всех компонентов, входящих в многокомпонентную смесь, определяют как величину, равную расчетному давлению любого температурного диапазона, деленному на число диапазонов. Технический результат - повышение точности определения давления образования гидратов из всех компонентов, входящих в многокомпонентную смесь.

Известен способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси (патент РФ №2625544), включающий определение ее компонентного состава и исходной температуры, а также расчет давления образования гидратов для одного из двух температурных диапазонов, менее или более 273,15 К, включительно, по формулам:

в первом температурном диапазоне

где Р₁ - давление образования гидратов в многокомпонентной смеси в первом температурном диапазоне, Па;

Y_i - мольная доля i-го гидратобразующего компонента в смеси;

n - количество гидратобразующих компонентов;

- давление (Па) начала образования гидрата i-го гидратобразующего компонента в первом температурном диапазоне, которое рассчитывают по зависимости:

где Т₁ - температура многокомпонентной смеси в первом диапазоне, K;

а, b - коэффициенты, определяемые опытным путем;

или во втором температурном диапазоне

где Р₂ - давление образования гидратов в многокомпонентной смеси во втором температурном диапазоне, Па,

- давление (Па) начала образования гидрата i-го гидратобразующего компонента во втором температурном диапазоне, которое рассчитывают по зависимости:

где Т₂ - температура многокомпонентной смеси во втором диапазоне, K;

е - основание натурального логарифма (2,718);

с, d - коэффициенты, определяемые опытным путем.

К недостаткам указанного способа необходимо отнести то, что давление образования гидратов определяют только из компонентов, которые могут формировать гидраты при температурах, попадающих или первый или второй температурные диапазоны. Для смеси из всех компонентов общее давление образования гидратов этим способом определяется неточно.

Задачей предлагаемого изобретения является усовершенствование способа определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси.

Техническим результатом является повышение точности определения давления образования гидратов из всех компонентов, входящих в многокомпонентную смесь.

Технический результат достигается тем, что в способе определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси, включающем определение ее компонентного состава и исходной температуры, а также расчет давления образования гидратов для одного из двух температурных диапазонов, менее или более 273,15 К, включительно, по формулам:

в первом температурном диапазоне

где Р₁ - давление образования гидратов в многокомпонентной смеси в первом температурном диапазоне, Па;

Y_i - мольная доля i-го гидратобразующего компонента в смеси;

n - количество гидратобразующих компонентов;

где Т₁ - температура многокомпонентной смеси в первом диапазоне, K;

а, b - коэффициенты, определяемые опытным путем;

или во втором температурном диапазоне

где Р₂ - давление образования гидратов в многокомпонентной смеси во втором температурном диапазоне, Па,

где Т₂ - температура многокомпонентной смеси во втором диапазоне, K;

е - основание натурального логарифма (2,718);

с, d - коэффициенты, определяемые опытным путем,

новым является то, что давление образования гидратов из всех компонентов, входящих в многокомпонентную смесь, определяют как величину, равную расчетному давлению любого температурного диапазона, деленному на число диапазонов:

где Р - общее давление образования гидратов во всей многокомпонентной смеси, Па;

P_j - расчетное давление температурного диапазона, например, Р₁ или Р₂, Па;

m - число диапазонов.

Технический прием, заключающийся в определении давления образования гидратов из всех компонентов, входящих в многокомпонентную смесь, как величины, равной расчетному давлению любого температурного диапазона, деленному на число диапазонов:

где Р - общее давление образования гидратов во всей многокомпонентной смеси, Па;

P_j - расчетное давление температурного диапазона, например, Р₁ или Р₂, Па;

m - число диапазонов, позволяет усреднить значения давления от всех температурных диапазонов и тем самым уточнить величину образования гидратов из всех компонентов, входящих в многокомпонентную смесь.

Авторам не известны определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси подобным образом.

Практическая реализация предлагаемого способа определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси представлена примерами.

ПРИМЕР 1

Имеется многокомпонентная смесь, общий состав которой в мольных долях: метан - 0,57, этан - 0,01, пропан - 0,14, i-бутан - 0,08, пентан - 0,02, гексан - 0,02, гептан - 0,01, диоксид углерода - 0,05, сероводород - 0,05, азот - 0,05.

В смеси содержатся гидратообразующие компоненты, их мольные доли: метан - 0,600, этан - 0,010, пропан - 0,147, i-бутан - 0,084, диоксид углерода - 0,053, сероводород - 0,053, азот - 0,053.

В такой многокомпонентной смеси при исходной температуре 270 К по формуле определяют давление образования гидратов в первом температурном диапазоне (менее 273,15 К) Р₁=1,934 МПа. Общее давление образования гидратов во всей многокомпонентной смеси определяют как где m - число температурных диапазонов, равное 2, Р=0,967 МПа.

ПРИМЕР 2

Имеется многокомпонентная смесь, общий состав которой в мольных долях: метан - 0,940, этан - 0,005, пропан - 0,015, i-бутан - 0,010, диоксид углерода - 0,010, азот - 0,015, аргон - 0,002, криптон - 0,002, ксенон - 0,001.

В смеси содержатся гидратообразующие компоненты, их мольные доли: метан - 0,940, этан - 0,005, пропан - 0,015, i-бутан - 0,010, диоксид углерода - 0,010, азот - 0,015, аргон - 0,002, криптон - 0,002, ксенон - 0,001.

При температуре многокомпонентной смеси 280 К определено давление образования гидратов во втором температурном диапазоне (более 273,15 К) Р₂=5,33 МПа. Общее давление образования гидратов во всей многокомпонентной смеси Р=2,665 МПа.

Способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси, включающий определение ее компонентного состава и исходной температуры, а также расчет давления образования гидратов для одного из двух температурных диапазонов, менее или более 273,15 К, включительно, по формулам:

в первом температурном диапазоне

где Р₁ - давление образования гидратов в многокомпонентной смеси в первом температурном диапазоне, Па;

Y_i - мольная доля i-го гидратобразующего компонента в смеси;

n - количество гидратобразующих компонентов;

где T₁ - температура многокомпонентной смеси в первом диапазоне, К;

а, b - коэффициенты, определяемые опытным путем;

или во втором температурном диапазоне

где Р₂ - давление образования гидратов в многокомпонентной смеси во втором температурном диапазоне, Па,

где Т₂ - температура многокомпонентной смеси во втором диапазоне, К;

е - основание натурального логарифма (2,718);

с, d - коэффициенты, определяемые опытным путем,

отличающийся тем, что давление образования гидратов из всех компонентов, входящих в многокомпонентную смесь, определяют как величину, равную расчетному давлению любого температурного диапазона, деленному на число диапазонов:

где Р - общее давление образования гидратов во всей многокомпонентной смеси, Па;

P_j - расчетное давление температурного диапазона, например, Р₁ или P₂, Па;

m - число диапазонов.

Похожие патенты:

Анализатор жидкости // 2671289

Изобретение относится к анализатору жидкости, в частности, к содержащему потоковую систему для перемещения жидкости в измерительную область и из нее, более конкретно, к анализатору жидкости, выполненному с возможностью выработки спектров пропускания и/или отражения жидкости в средней инфракрасной области, которые используют в анализе состава жидкости.

Способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси // 2667699

Способ оценки содержания свободного газа на приеме скважинного насоса // 2667183

Изобретение предназначено для определения в скважинных условиях содержания свободного газа в потоке скважинной продукции на приеме глубинного насоса. Техническим результатом является обеспечение защиты ЭЦН и его работы в оптимальном режиме в системе «пласт-скважина-насос».

Способ определения термодинамических характеристик газообразных веществ при квазиизэнтропических условиях нагружения в мегабарной области давлений // 2657353

Изобретение относится к области исследований квазиизэнтропической сжимаемости газов в мегабарной области давлений. Способ, реализуемый в цилиндрическом устройстве, содержащем заряд взрывчатого вещества, охватывающий корпус с полостью для исследуемого газа, внутри которой коаксиально корпусу размещена дополнительная оболочка, а вдоль оси устройства расположен цилиндрический металлический стержень, включает квазиизэнтропическое нагружение газа, находящегося во внутренней коаксиальной полости устройства, фиксирование движения оболочки, сжимающей исследуемый газ, определение размеров оболочки и стержня в момент максимального сжатия газа.

Способ определения уноса абсорбента в процессе осушки природного газа // 2630558

Изобретение относится к способам контроля процесса осушки природного и попутного газа и может быть использовано в нефтегазовой промышленности, где в производственном процессе для осушки газа применяется моно-, ди-, триэтиленгликоль (далее - абсорбент).

Способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси // 2625544

Коррекция поверхностного газа с помощью модели равновесия вклада групп // 2618762

Изобретение относится к каротажу бурового флюида или газовому каротажу в процессе бурения и, более конкретно, к способу и системе для получения характеристик пластовых флюидов в реальном времени.

Способ определения газоносности угольных пластов // 2601205

Изобретение относится к способам определения газоносности угольных пластов с целью определения коммерческого потенциала угольных месторождений для организации добычи метана из угольных пластов, а также для расчетов ожидаемой газообильности горных выработок угольных шахт.

Экспресс-способ определения текущего содержания углеводородов c5+b в пластовом газе газоконденсатной скважины // 2586940

Изобретение относится к области исследований газоконденсатных эксплуатационных скважин и может быть использовано при определении содержания углеводородов (далее - УВ) С5+в в пластовом газе непосредственно при проведении исследовательских работ газоконденсатных эксплуатационных скважин.

Установка для исследования процесса получения синтетической нефти // 2586320

Изобретение относится к химической промышленности и используется для исследования химического процесса получения синтетической нефти. Установка для исследования процесса получения синтетической нефти, включающая в себя реактор, загруженный катализатором, накопительную емкость, средства контроля температуры и давления, запорно-регулирующую арматуру, отличается тем, что она дополнительно содержит ресивер, конденсатор-сепаратор, регистрирующие индикаторные устройства для измерения расхода газообразных потоков и отходящего газа, индикаторное устройство для измерения уровня жидкости, при этом на линии подачи газообразных потоков установлены последовательно регистрирующее индикаторное устройство для измерения расхода газообразных потоков, ресивер, каталитический реактор, выход которого соединен с последовательно установленными конденсатором-сепаратором и накопительной емкостью, причем каталитический реактор выполнен с возможностью электроподогрева слоя катализатора и имеет систему внешнего водяного охлаждения, состоящую из последовательно установленных водяного холодильника, сборника парового конденсата, дозирующего насоса и водонагревателя, при этом средства контроля температуры выполнены в виде индикаторного регистрирующего регулирующего устройства, установленного в водонагревателе, первого индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в каталитическом реакторе, второго индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в водяном холодильнике, третьего индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в конденсаторе-сепараторе, четвертого индикаторного устройства для измерения температуры, установленного в накопительной емкости, средства контроля давления выполнены в виде первого индикаторного устройства для измерения давления, установленного перед водяным холодильником, и второго индикаторного устройства для измерения давления, установленного в конденсаторе-сепараторе, запорно-регулирующая арматура выполнена в виде регулирующего клапана, установленного на трубопроводе подачи газообразных потоков и связанного с регистрирующим индикаторным устройством для измерения расхода газообразных потоков, первого регулирующего вентиля, установленного между первым индикаторным устройство для измерения давления и водяным холодильником, второго регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи оборотной воды в водяной холодильник, третьего регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе отвода отходящего газа из конденсатора-сепаратора между конденсатором-сепаратором и регистрирующим индикаторным устройством для измерения расхода отходящего газа, четвертого регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи оборотной воды в конденсатор-сепаратор, пятого регулирующего вентиля, установленного на трубопроводе подачи синтетической нефти потребителю и связанного с индикаторным устройством для измерения уровня жидкости.

Способ оценки толщины тонких полимерных пленок // 2672820

Использование: для определения толщины пленок полимерных композитов. Сущность изобретения заключается в том, что способ оценки толщины тонких полимерных пленок осуществляют путем анализа диэлектрических характеристик образцов и их зависимостей от толщины с использованием линейной зависимости температуры смены характера проводимости от толщины пленок ПДФ (температура, при которой меняется характер проводимости диэлектрика, уменьшается с ростом толщины полимерной пленки).

Способ измерения параметров фазового перехода жидкость-жидкость в водных растворах амфифилов // 2669154

Изобретение относится к пограничной области между физикой, химией и биологией и может быть использовано в научных и промышленных лабораториях для определения двойственности размеров и диффузии мицеллы ионогенного ПАВ методом динамического светорассеяния в водном растворе.

Способ определения термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси // 2667699

Устройство для определения термической стойкости веществ // 2665779

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и, в частности, к комплексам, предназначенным для определения термической стойкости различных веществ. Устройство состоит из кожуха, внутри которого с воздушным зазором помещен второй заполненный теплоизоляционным материалом цилиндрический кожух, в который коаксиально помещен термостатируемый корпус термостата, представляющий собой толстостенный полый металлический цилиндр с равномерно распределенными по его торцу и равноудаленными от его цилиндрических поверхностей глухими цилиндрическими камерами для размещения герметизируемых реакционных стаканов, каждый из которых снабжен пламегасителем, пневмопредохранителем и пневмопроводом, связывающим внутренний объем реакционного стакана с прецизионным термокомпенсированным преобразователем «абсолютное давление - электрический сигнал», выход которого подключен к системе отображения и регистрации величины абсолютного давления.

Способ определения температуры стеклования // 2665500

Изобретение относится к области измерений и может быть использовано для исследования теплофизических характеристик электроизоляционных материалов. Согласно предложенному способу определения температуры стеклования проводят серии испытаний вдавливанием индентора в поверхность испытуемого материала при плавно изменяющейся температуре.

Устройство безэталонного дифференциального термического анализа с управляемым ходом дифференциальной записи при настройке // 2660217

Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть использовано при фазовом и химическом анализе в разнообразных областях науки и техники: геологии, металлургии, медицине, пищевой промышленности и т.д.

Способ безэталонного дифференциального термического анализа // 2660211

Способ определения удельного теплового эффекта фазового превращения // 2655458

Изобретение относится к области исследования кинетики структурных и фазовых превращений в металлах. Заявлен способ определения удельного теплового эффекта фазового превращения, включающий регистрацию кривых охлаждения, охлаждение до комнатных температур и определение их фазового состава.

Устройство для определения тепловых параметров фазового превращения // 2654822

Изобретение относится к области исследования кинетики структурных и фазовых превращений в металлах. Предложено устройство для определения тепловых параметров фазового превращения, которое содержит печь с управляемым нагревателем со средством измерения его температуры, средства измерения температуры и записи кривых нагрева и охлаждения образца и средство подачи охлаждающего газа с регулируемым расходом.

Способ термического анализа полимеров // 2653153

Изобретение относится к области термических методов анализа полимеров и может быть использовано для анализа электропроводности полимеров от условий его нагрева. Заявлен способ термического анализа полимеров, включающий нагрев исходного образца полимера в инертной среде, определение и анализ его свойства за счет структурных изменений в полимере.

Способ и устройство определения поверхностного натяжения и/или плотности металлических расплавов // 2663321

Группа изобретений относится к технической физике, в частности к определению параметров металлических расплавов путем фотометрии силуэта лежащей на подложке эллипсовидной капли образца расплава, и может быть использована в лабораторных исследованиях, на металлургических предприятиях, в вузах.