Способ подготовки гидратных блоков к транспортированию в магистральном газопроводе

) В 65 б 51 0 ВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРизОБРетений и ОтнРытий ГОСУД ПО ДЕ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ КОМУ КАВ. Денисовтитут АН Ук тво СССР1973.о СССР по заВ 65 6 51 Ю 2,(21) 2700222/24-08(54) (57) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГИДРАТНЫХ БЛОКОВ К ТРАНСПОРТИРОВАНИЮ В МАГИСТРАЛЬНОМ ГАЗОПРОВОДЕ, включающий их переохлаждение в камере переохлаждения газоконвертера начальной станции путем обдува холодным природным газом, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, перед обдувом поверхность блоков предварительно оплавляют с уменьшением массы блоков на 3 - 5% путем адиабатического сброса давления внутри камеры ниже равновесного давления гидратообразования на 1 - 2 мПа.1036636Изобретение относится к бестарному магистральному транспорту газа в виде гидратных блоков, а именно к способу подготовки гидратных блоков для транспортирования их на газовой подушке.Известен способ транспортирования газовых гидратов в магистральном газопроводе, в котором подготовку газовых гидра гных блоков к транспортированию осуществляют путем переохлаждения газовых гидратов до температуры более низкой, чем равновесная температура гидратообразования с помощью газа, охлажденного до 253 в 2 К 1.Однако данный способ требует использования больших количеств газа для охлаждения газовых гидратов, применения громоздких холодильных камер, обусловленных низкой эффективностью теплопередачи между газом и поверхностью твердого газового гидрата.Известен также способ подготовки газовых гидратных блоков к транспортированию в магистральном газопроводе, включающий их переохлаждение в камере переохлаждения газоконвертера начальной станции путем обдува холодным природным газом, предварительно сжатым в термокомпрессоре и охлажденным расширением в турбодетандере 2. Недостатком известного способа является то, что для переохлаждения газовых гидратных блоков требуются большая поверхность теплообмена и использование больших количеств газа, охлажденного до 223 в 2 К.Целью изобретения является повышение экономичности способа.Цель достигается тем, что перед обдувом поверхность блоков предварительно оплавляют с уменьшением массы блоков на 3 - 5 О/, путем адиабатического сброса давления внутри камеры ниже равновесного давления гидратообразования на 1 - 2 мПа.На фиг. 1 изображен газоконвертер для осуществления способа; на фиг. 2 - фазовая диаграмма системы природный газ вода в координатах Р(давление) - Т (температура).На Р - Т-диаграмме обозначена равновесная гидратная кривая а, выше которой гидраты природного газа существуют, а ниже нет, точка б с координатами Р - 9 мПа, Т= 278 К, соответствующими параметрам состояния гидратов на выходе из шнека газоконвертера, точка в, соответствующая состоянию гидратов в начальный момент их разложения (Р=0,6 мПа. Т=278 К), точки г и д соответствуют моментам начала и конца повышения давления над гидратным блоком от 0,6 до 6 мПа при постоянной температуре 273 К на участке подвода холодного газа в камеру переохлаждения, точка Юсоответствует состоянию гидратно 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 го блока на начальном участке транспортировки (Р = 6 мПа, Т = 270, 2 К). Газоконвертер для осуществления способа содержит обогатительно-прессующую камеру 1, имеющую внутри приводной перфорированный шнек 2 и ограниченную с передней стороны конусным фильтром 3. В фильтре 3 выполнено центральное отверстие 4, диаметр которого на 5 - 10 мм превышает внутренний диаметр состыкованного с газоконвертером 5 магистрального трубопровода. Кроме того, в газоконвертере имеется отрезное устройство 6 для отрезания блоков и придания им формы, удобной для транспортирования на газовой подушке, и камеру 7 для переохлаждения гидратных блоков, которая образована двумя соосными трубами, внутренней 8 и наружной 9. Труба 8 перфорирована и составлена из начального конусного участка 10, диаметр которого уменьшается от размера, соответствующего диаметру отверстия 4 до размера, соответствующего внутреннему диаметру трубопровода 5. Конечный участок 11 трубы 8 выполнен в виде цилиндра с внутренним диметром, равным внутреннему диаметру примыкающего к нему трубопровода 5. Камера 7 переохлаждения имеет участок 12 подвода газа, подлежащего транспортировке в интервалах между блоками, примыкающий к участку 11 внутренней трубы 8.Переохлаждение гидратных блоков в процессе их подготовки в описанном устройстве осуществляют следующим образом.При работе шнека 2 гидратная масса, разрезаемая устройством 6 на отдельные блоки, под давлением 9 мПа (точка б фиг. 2) подается в начальный конусный участок 1 О камеры переохлаждения гидратных блоков, в котором поддерживается давление 0,6 мПа. Указанный сброс давления приводит к созданию условий для плавления гидратов (точка в фиг. 2). При этом оплавление гидратов осуществляют в адиабатических условиях, поскольку камера 7 термоизолирована и не обменивается теплом с окружающей средой, В ходе оплавления необходимое тепло поступает за счет расходования внутренней энергии гидратов, что приводит к понижению их температуры. При этом реакция разложения гидратов протекает в соответствии с принципом Ле-Шателье в направлении, стремящемся воспрепятствовать воздействию, нарушившему исходное состояние равновесия системы и гидратный блок охлаждения изобарически (от точки в к точке г фиг. 2). Этот процесс протекает внутри участка 1 О в течение примерно 1 мин.В конце этого процесса поверхностный слой гидратных блоков расплавляется, а их температура снижается до 273 К (точка г). Дальнейшее снижение температуры гидратного блока нецелесообразно, так как стано1036636 3вится невозможным отвод воды, образующейся при разложении поверхностного слоя блоков. Эта вода может превратиться в лед, что приведет к повышению содержания воды в транспортируемых блоках.В ходе поверхностного оплавления диаметр гидратного блока на входе участка 11, внутрь которого попадают холодный газ с температурой 213,8 К, уменьшается до внутреннего диаметра трубопровода 5, При следовании по этому участку, претерпевая охлаждение холодным газом, гидратные блоки охлаждаются до конечной температуры 270,2 К (точка е фиг. 2) и входят в трубопровод 5,5Количество гидратов, расплавляемыхдля понижения температуры блоков, относительно невелико и составляет 3 - 5% от количества транспортируемых гидратов.витель А. Сд И Верес 949 ариков шетник едактор А.аказ 5919(1 Сост Шандор Техр Тираж ВНИИПИ Госууарст по делам изоб 13035, Москва, Ж -лиал ППП Патент, е нного комит етении и от Ь, Раушская Ужгород, у