Способ определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2775996:

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

Изобретение относится к способам определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов и может быть использовано в нефтяной, газовой и химической промышленности. Способ определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов включает определение компонентного состава и температуры гидратообразующей смеси, давления образования в ней гидратов каждого компонента и смеси по расчетным формулам с использованием в них коэффициентов при этом давление образования в ней гидратов каждого компонента смеси определяют по формуле: , где T - температура смеси (К); P_i - равновесное давление каждого i-го компонента (МПа); a, b, c - коэффициенты; а равновесное давление смеси - по формуле: , где X_i - мольная доля i-го жидкого компонента в гидрате. Техническим результатом является повышение эффективности определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов. 1 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл.

Изобретение относится к способам определения равновесных термобарических параметров (температуры и давления) образования гидратов из смеси сжиженных газов. Оно может быть использовано в технологиях нефтяной, газовой и химической промышленности.

Известен способ определения равновесных термобарических параметров образования гидратов сжиженного углеводородного газа, включающий определение опытным путем равновесного давления, а равновесной температуры по расчетной формуле:

где T - равновесная температура образования гидратов, °C; P - равновесное давление образования гидратов, кгс/см²; 0,00141, 0,1821, 0,5779 - коэффициенты, определенные опытным путем (Коротаев Ю.П. Избранные труды. Том 3. М.: Недра, 1999, С. 116).

Общими признаками известного и предлагаемого способов является определение одного из равновесных термобарических параметров, а второго параметра - по расчетной формуле, в которой используются коэффициенты, определяемые опытным путем.

К недостаткам известного способа необходимо отнести то, что он применим только для конкретного состава сжиженного газа на основе пропана (в % по объему): C₃H₈ - 95,3, C₂H₆ - 3,1, CH₄ - 1,6, и ограничен пределами давления от 0,47 до 4,08 МПа и температур от 273,4 до 277,5 К.

Определение равновесных термобарических параметров образования гидратов для сжиженных многокомпонентных смесей (нефтяных и природных газов) по этой формуле невозможно.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ определения равновесных термобарических параметров образования гидратов в многокомпонентной смеси (Патент РФ № 2625544, МПК G01N 7/00, G01K 13/02, опубл. 24.09.2018), включающий определение компонентного состава и температуры смеси, а давления образования в ней гидратов каждого компонента и их совокупности по расчетным формулам с использованием в них коэффициентов.

Общими признаками известного и предлагаемого способов является определение компонентного состава и температуры гидратообразующей смеси, а давления образования в ней гидратов каждого компонента и смеси по расчетным формулам с использованием в них коэффициентов.

К недостаткам известного способа необходимо отнести то, что с его помощью возможно определять равновесные термобарические параметры образования гидратов только в многокомпонентных газообразных смесях, из сжиженных газов - по этому способу весьма затруднительно или даже невозможно.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов.

Техническим результатом является повышение эффективности определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов.

Технический результат достигается тем, что в способе определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из сжиженных газов, включающем определение компонентного состава и температуры гидратообразующей смеси, давления образования в ней гидратов каждого компонента и смеси по расчетным формулам с использованием в них коэффициентов, новым является то, что давление образования в ней гидратов каждого компонента смеси определяют по формуле

где T - температура смеси (К); P_i - равновесное давление каждого i-го компонента (МПа); a, b, c - коэффициенты;

а равновесное давление смеси - по формуле:

где X_i - мольная доля i-го жидкого компонента в гидрате.

Кроме того, численные значения коэффициентов a, b, c определены для следующих компонентов

Сжиженный газ	a	b	c
этан	0,1888	102,36	13820
пропан	0,046	24,468	3253,3
i-бутан	41,479	22827	3∙10⁶
ц-пентан	0,0178	9,9379	1384,1
диоксид углерода	0,0009	0,3991	45,36
сероводород	0,0003	0,1478	17,086

Технический прием, заключающийся в том, что давление образования гидратов каждого сжиженного компонента и их смеси, соответственно, определяют по формулам

позволяет с высокой точностью рассчитывать равновесное давление образования гидратов каждого компонента сжиженного газа и их смеси в зависимости от температуры.

Численные значения коэффициентов a, b, c определены для следующих гидратобразующих компонентов

Сжиженный газ	a	b	c
этан	0,1888	102,36	13820
пропан	0,046	24,468	3253,3
i-бутан	41,479	22827	3∙10⁶
ц-пентан	0,0178	9,9379	1384,1
диоксид углерода	0,0009	0,3991	45,36
сероводород	0,0003	0,1478	17,086

Авторам не известны способы определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов подобным образом.

Практическая реализация предлагаемого определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из сжиженных газов, представлена примером.

ПРИМЕР 1

Многокомпонентная смесь сжиженных газов, компонентный состав которой в мольных долях: пропан - 0,6, i-бутан - 0,4, транспортируется по трубопроводу. Необходимо определить равновесное давление образования гидратов в этой смеси при температуре 275,5 К.

По расчетным формулам определяем, соответственно, давление образования гидратов:

- пропана ,

- i-бутана ,

- смеси .

ПРИМЕР 2

Многокомпонентная смесь сжиженных газов, компонентный состав которой в мольных долях: этана - 0,75, диоксида углерода - 0,15, сероводорода - 0,1, транспортируется по трубопроводу. Необходимо определить равновесное давление образования гидратов в этой смеси при температуре 288 К.

По расчетным формулам определяем, соответственно, давление образования гидратов:

- этана ,

- диоксида углерода

- сероводорода

- смеси .

Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет достичь поставленный технический результат.

1. Способ определения равновесных термобарических параметров образования гидратов из смеси сжиженных газов, включающий определение компонентного состава и температуры гидратообразующей смеси, давления образования в ней гидратов каждого компонента и смеси по расчетным формулам с использованием в них коэффициентов, отличающийся тем, что давление образования в ней гидратов каждого компонента смеси определяют по формуле:

где T - температура смеси (К);

P_i - равновесное давление каждого i-го компонента (МПа);

a, b, c - коэффициенты;

а равновесное давление смеси - по формуле:

где X_i - мольная доля i-го жидкого компонента в гидрате.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что численные значения коэффициентов a, b, c определены для следующих компонентов

Сжиженный газ	a	b	c
этан	0,1888	102,36	13820
пропан	0,046	24,468	3253,3
i-бутан	41,479	22827	3∙10⁶
ц-пентан	0,0178	9,9379	1384,1
диоксид углерода	0,0009	0,3991	45,36
сероводород	0,0003	0,1478	17,086

Изобретение относится к способу определения содержания свободного газа на приеме скважинного насоса. Способ основан на использовании датчика давления в зоне приема насоса.

Устройство для исследования квазиизэнтропической сжимаемости газов // 2768669

Изобретение относится к области исследований квазиизэнтропической сжимаемости газов в мегабарной области давлений. Устройство для исследования квазиизэнтропической сжимаемости газов содержит цилиндрический заряд взрывчатого вещества, внутри которого коаксиально последовательно установлены цилиндрические прокладка, выполненная из оргстекла или полиэтилена, первая и вторая стальные оболочки.

Устройство, способ и система мониторинга // 2743487

Изобретение относится к области электротехники, а именно к пространственному и временному мониторингу материала, и может быть использовано в промышленности и экспериментальных процессах. Представлены устройство, система и способ для применения в регистрации данных от текучей среды внутри области материала при проведении кучного выщелачивания.

Система и способ построения модели энергосистемы и проведения расчетов режимов энергосистемы и модель системы накопления электрической энергии, предназначенная для включения в систему // 2736701

Изобретение относится к области электроэнергетики. Сущность: система для построения модели энергосистемы и проведения расчетов режимов энергосистемы содержит расчетное ядро, интерфейс оператора, базу данных, включающую набор моделей типового оборудования, подсистему формирования модели энергосистемы, включающую блок добавления элементов энергосистемы и блок задания параметров оборудования.

Умные колпачки для емкостей с лекарственными препаратами // 2736482

Группа изобретений относится к фармацевтике. Раскрыт колпачок для емкости с лекарственным препаратом, состоящий из по крайней мере одного датчика давления; блока подачи воздуха и контроллера, сконфигурированного таким образом, чтобы получать результаты первого измерения давления воздуха внутри емкости с лекарственным препаратом от по крайней мере одного датчика давления; контролировать блок подачи воздуха для подачи воздуха с заданным давлением в течение заданного промежутка времени; получать результаты второго измерения давления воздуха внутри емкости с лекарственным препаратом от по крайней мере одного датчика давления; а также выполнять операцию вывода с использованием результатов первого и второго измерений давления воздуха.

Система, устройство и способ для мониторинга органических соединений в газовой среде // 2733529

Изобретение относится к системе и устройству микромониторинга. Система для анализа по меньшей мере одного химического соединения в газовой смеси, содержащая: пробоотборный вход; фильтр; ловушку; хроматографическую колонку; детектор; и насос, причем пробоотборный вход, ловушка и насос соединены по текучей среде с образованием первого пути потока газа, в котором насос расположен ниже пробоотборного входа и ловушки по ходу потока, причем пробоотборный вход, фильтр, ловушка, хроматографическая колонка, детектор и насос соединены по текучей среде с образованием второго пути потока газа, в котором насос расположен ниже всех указанных компонентов по ходу потока, при этом газовая смесь представляет собой воздух.

Способ (варианты) и система для управления двигателем на основе оценки влажности окружающего воздуха с помощью датчика содержания кислорода // 2718095

Изобретение относится к способу и системе для управления двигателем на основе влажности окружающего воздуха на основе выходных сигналов от датчиков содержания кислорода во всасываемом воздухе или в отработавших газах. В соответствии с одним из вариантов, возможно управление работой датчика содержания кислорода в режиме датчика с напряжением, изменяемым между более низким первым напряжением и более высоким вторым напряжением, с целью получения показания содержания кислорода в сухом воздухе.

Способ измерения растворимости вещества в растворителе, находящемся в сверхкритическом флюидном состоянии // 2703613

Изобретение относится к анализу состава раствора, а именно к измерению взаимной растворимости веществ в твердом или жидком состояниях и растворителя, находящегося в сверхкритическом флюидном состоянии. Способ измерения растворимости вещества в растворителе, находящемся в сверхкритическом флюидном состоянии, ведут в замкнутом объеме при заданных значениях температуры и давления и интенсивном перемешивании вещества, взятого в избытке, до состояния насыщения с последующим отстаиванием для достижения равновесия, отличающийся тем, что вначале ведут построение графика зависимости изменения растворимости вещества в растворителе, находящемся в сверхкритическом флюидном состоянии, от давления не менее чем при двух температурах и минимум для трех значений давления, затем определяют значения давлений первой и второй кроссоверных точек, находящихся на пересечении, двух изотерм и интервал значений давлений между первой и второй кроссоверными точками термодинамической системы, после чего осуществляют насыщение растворителя веществом при температуре ниже заданной температуры для давлений между первой и второй кроссоверными точками или при температуре выше заданной температуры для давлений выше второй кроссоверной точки, а после перемешивания перед отстаиванием устанавливают заданное значение температуры, о достижении состояния насыщения судят по величине постоянства растворимости на графике изменения растворимости во времени.

Способ определения равновесных термобарических условий образования и диссоциации газовых гидратов // 2694272

Изобретение относится к способам определения равновесных термобарических условий образования и диссоциации газовых гидратов, нахождение которых является важным при предотвращении образования и ликвидации техногенных гидратов, а также добычи газа на месторождениях природных гидратов. Предлагаемый способ определения равновесных термобарических условий образования и диссоциации газовых гидратов включает определение компонентного состава гидратообразующих газов, входящих в смесь, ее исходных температуры или давления, а равновесные температуру или давление рассчитывают по соответствующим формулам для двух диапазонов, разделенных граничной температурной точкой, причем величину граничной температурной точки определяют по формуле где Т - величина граничной температурной точки, К; Ма и MG - молекулярные массы воздуха и газа-гидратообразователя; Р - исходное давление смеси, МПа.

Способ и измерительное устройство для определения удельных параметров для свойства газа // 2690099

Предложен способ и измерительное устройство для определения параметров качества газа, в котором газ или газовая смесь протекает как через ультразвуковой расходомер (4), так и через микротермический датчик (7), и первый используют для определения скорости звука и течения, а с помощью второго определяют теплопроводность и теплоемкость газа или газовой смеси.