Исследование технологий предупреждения гидратообразований на линейной части магистральных газопроводов

В процессе исследования был произведен анализ различных условий образований газовых гидратов в газопроводах, их характеристик, и методов борьбы в зависимости от климатических условий и режима эксплуатации газопровода. В результате исследования был произведен расчет образования кристалогидратов на внутренних стенках газопровода с помощью программы, написанной на языке ФОРТРАН

Обзор литературы………………………………………………………………………………………… 17
Введение ……………………………………………………………………………………………………… 18
1. Механизм появления гидратообразований в системах транспорта газа ……… 20
1.1 Структура гидратов, условия их образования ………………………………………. 20
1.2 Механизм и скорость образования газовых гидратов, типы их
кристаллизации ………………………………………………………………………………………… 24
2 Расчетная часть …………………………………………………………………………………………. 30
2.1 Расчет необходимого расхода ингибитора для предотвращения
гидратообразования при различных условиях движения газа по газопроводу30
2.2 Расчет длины возможной гидратной пробки в случае сбоя подачи
ингибитора гидратообразования в газопровод …………………………………………… 35
2.3 Расчет потерь напора на трение в газопроводе в результате
загидрачивания внутренней поверхности трубопровода ……………………………. 37
3. Подготовка газа к транспорту по магистральному газопроводу ………………… 50
3.1 Очистка газа от механических примесей ……………………………………………… 50
3.2 Осушка газа…………………………………………………………………………………………. 55
3.2.1 Осушка газа твердыми поглотителями …………………………………………… 61
3.2.2 Осушка газа жидкими поглотителями ……………………………………………. 63
3.2.3 Низкотемпературная сепарация……………………………………………………… 66
4 Борьба с гидратообразованием и закупоркой газопроводов ……………………….. 68
4.2 Предупреждение образования гидратных пробок…………………………………. 70
4.2.1 Подогрев газа ………………………………………………………………………………… 72
4.2.2 Методы снижения давления …………………………………………………………… 73
4.2.3 Ингибиторы газовых гидратов……………………………………………………….. 75
4.2.4 Очистка внутренней поверхности магистрального газопровода ……… 89
5. Моделирование образования гидратов на внутренней поверхности трубы … 98
Исследование технологий предупреждения
гидратообразования на линейной части магистральных
Изм Лист Ф.И.О. Под. Дата газопроводов газопроводов
Разраб. Красуцкий С.П Литера Лист Листов
Цимбалюк
Руковод. А.Ф. 15 163
Консульт. Оглавление
Рук-ль
НИ ТПУ гр.2БМ6А
ООП Бурков П.В.
5.1 Постановка задачи об образовании гидратов на внутренней поверхности
трубы ……………………………………………………………………………………………………….. 98
5.2 Программный комплекс gidrat_1D_01 ………………………………………………… 102
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение….. 108
6.1 Оценка готовности проекта к коммерциализации……………………………….. 108
6.2. Календарный план проекта ……………………………………………………………….. 111
6.3. SWOT-анализ……………………………………………………………………………………. 113
6.4 Расчет затрат для предотвращения гидратообразования……………………… 114
6.5 График финансирования ……………………………………………………………………. 119
6.6 Экономическая эффективность обеспечения отдаленных районов
метанолом для предотвращения гидратообразования. ……………………………… 120
7. Социальная ответственность ……………………………………………………………… 125
7.1 Производственная безопасность. ……………………………………………………….. 126
7.1.1 Анализ опасных производственных факторов. ……………………………… 127
7.2 Экологическая безопасность………………………………………………………………. 136
7.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………… 138
7.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …….. 139
Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 142
Список литературы ……………………………………………………………………………………. 144
Приложение 1 ……………………………………………………………………………………………. 148

Изм Лист № докум Подп. Дата
Обзор литературы

Одной из наиважнейших составляющих экономики нашего государства
сегодня является добыча, транспортировка и продажа голубого топлива – газа. В
связи с тем, что активно осваиваются месторождения Сибири и Крайнего Севера,
где низкие температура пласта и суровый климат создают благоприятные
условия для формирования гидратов, вопросы по борьбе и предотвращении
гидратообразования стоят наиболее остро. [11]
Основным способом предотвращения образования гидратных пробок в
газопроводе является осушка транспортируемого газа. [8] Кроме того для
предупреждения формирования и удаления гидратов применяется подогрев газа,
введение ингибиторов и снижения давления. [4]
В связи с обширностью вопроса гидратообразования на эту тему в разные
годы написано большое количество публикаций, и вопрос не теряет своей
актуальности.
Исследования о формировании гидратов, их структуре и их особенностях
рассмотрены следующими авторами: Макогон Ю.Ф., Аксютин О.Е., Пономарев
Г.В., Трофимук А.А.
Вопросы борьбы с гидратами и способы устранения гидратных пробок
описаны в работах таких авторов как: Истомин В.А., Котляр И.Я., Тогашева А.Р.,
Жданова Н.В., Гриценко А.И., Коротаев Ю.П.
Кроме того, следует отметить что компания ОАО «Газпром» составляет
внутренние нормативные документы по вопросам борьбы с гидратными
отложениями в газопроводах и оборудовании что в очередной раз подтверждает
важность рассматриваемого вопроса.
Исследование технологий предупреждения
гидратообразования на линейной части магистральных
Изм Лист Ф.И.О. Под. Дата газопроводов газопроводов
Разраб. Красуцкий С.П Литера Лист Листов
Цимбалюк
Руковод. А.Ф. 17 163
Консульт. Обзор литературы
Рук-ль
НИ ТПУ гр.2БМ6А
ООП Бурков П.В.

При выполнении выпускной квалификационной работы был рассмотрен
и изучен процесс формирования гидратов в системах добычи, подготовки и
транспорта газа. Также были освещены вопросы по технологии подготовки
природного газа позволяющие обеспечить безгидратную эксплуатацию
магистральных газопроводов. Рассмотрен вопрос удаления гидратных пробок.
К способам предупреждения образования гидратов отнесены следующие:
-сохранение температуры газа в трубопроводе выше температуры
гидратообразования при помощи подогрева, применения теплоизоляции трубы,
выбора эксплуатационного режима с обеспечением максимальной температуры
газового потока.
-снижение температуры возникновения точки росы газа
-снижением давления при транспорте газа;
-нейтрализацией воды, выпадающей в жидком виде;
-осушка газа – очисткой газа от паров воды (адсорбция, абсорбция).
Из способов борьбы с гидратообразованием рассмотрены следующие:
использование ингибиторов:
-понижение давления, что приводит к разложению гидрата;
-подогрев газа и подогрев в месте образования гидратных пробок;
-очистка полости от твердых и жидких примесей.
В расчетной части произведен расчет необходимого количества
ингибитора для предотвращения гидратообразования при различных условиях
движения газа по газопроводу, расчет длины возможной гидратной пробки в
случае сбоя подачи ингибитора гидратообразования в газопровод, расчет потерь
Исследование технологий предупреждения
гидратообразования на линейной части магистральных
Изм Лист Ф.И.О. Под. Дата газопроводов газопроводов
Разраб. Красуцкий С.П Литера Лист Листов
Цимбалюк
Руковод. А.Ф. 142 163
Консульт. Заключение
Рук-ль
НИ ТПУ гр.2БМ6А
ООП Бурков П.В.
напора на трение в газопроводе в результате загидрачивания внутренней
поверхности трубопровода.

Лист
Заключение
Изм Лист № докум Подп. Дата