Спосіб отримання газових гідратів з газової суміші дегазаційної свердловини

Реферат: Спосіб отримання газових гідратів з газової суміші дегазаційної свердловини належить до газової галузі, а саме, до способів отримання гідратів метану або гідратів іншого газу для зберігання та транспортування. В способі отримання газових гідратів з газової суміші дегазаційної свердловини газ піддають охолодженню та змішують з водою, яка знаходиться під тиском та при температурі нижче рівновісної температури утворення гідрату. З дегазаційної свердловини попередньо вибирають газову суміш, яку безперервно подають під її природним тиском та змішують з одночасно поданим розпиленим водяним струменем при температурі 13 °C до появи пластівчастої структури газового гідрату. Задачею винаходу є досягнення можливості отримання газових гідратів у безперервному процесі при зниженні затрат енергії з подальшим їх зберіганням і транспортуванням, спрощення та управління усім процесом, підвищення його ефективності та продуктивності. UA 102659 C2 (12) UA 102659 C2 UA 102659 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до газової галузі, а саме, до способів отримання гідратів метану або гідратів іншого газу для зберігання та транспортування. Відомий спосіб механічної активації газових гідратів, що здійснюється у відцентрованопланетарному млині АГО-2С, швидкість обертання барабанів якого складає 1080 об/хв. Процес механічної обробки проводили протягом 60 та 300 секунд до формування центрів кристалізації газогідратів. Газові гідрати синтезували при температурі навколишнього середовища -5 °C та тиску 2 МПа [Калачева, Л.П. Механохимические превращения синтетических гидратов природного газа [Текст]: автореф. дис. на соискание уч. степени канд. хим. наук: 02.06.2010 / Л.П. Калачева; [Ин-т проблем нефти и газа Сибирского отделения РАН]. - Томск, 2010.-22 с.] Недоліками відомого способу є значні витрати енергії та складність, обмеження можливості його застосування, тому що для процесу гідратоутворення використовується обмежений об'єм газу, а сам процес є перервним. Найбільш близьким за технічною суттю до способу, що заявляється, є спосіб отримання газових гідратів, наприклад гідрату метану, їх зберігання та транспортування, при якому газ піддають стисненню та охолодженню й змішують з водою, що знаходиться під тиском та при температурі нижче рівновісної температури утворення гідрату, при цьому у реакторі на газорідинну суміш впливають ударними хвилями з підвищеним тиском й з виникненням подрібнення газової фази [Патент на винахід РФ № 2270053, кл. B01F3/04, опублікований 20.04.2005]. До недоліків відомого способу належать неможливість отримання газових гідратів у безперервному процесі, значні витрати енергії при виконанні способу, складність процесу та управління ним, недостатні ефективність та продуктивність. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу отримання газових гідратів з газової суміші дегазаційної свердловини, в якому попереднє вибирання з газової свердловини газової суміші, яку безперервно подають під її природним тиском та змішують з одночасно поданим розпиленим водяним струменем при температурі 1-3 °C до появи пластівчастої структури газового гідрату, забезпечують можливість одержання газових гідратів у безперервному процесі, цим забезпечується зниження витрат енергії при виконанні способу, з подальшим зберіганням та транспортуванням газових гідратів, спрощення процесу та управління ним, підвищення ефективності та продуктивності. Поставлена задача вирішується тим, що у способі отримання газових гідратів з газової суміші дегазаційної свердловини, при якому газ піддають охолодженню та змішують з водою, яка знаходиться під тиском та при температурі нижче рівновісної температури утворення гідрату, згідно з винаходом передбачені наступні відміни: з дегазаційної свердловини попередньо вибирають газову суміш; вибрану газову суміш безперервно подають під її природним тиском; вибрану газову суміш змішують з одночасно поданим розпиленим водяним струменем з температурою 1-3 °C до появи пластівчастої структури газогідрату. Спосіб пояснюється кресленням, де представлена схема способу отримання газових гідратів з газової суміші дегазаційної свердловини, яка складається з дегазаційної свердловини 1, сполучного із свердловиною 1 трубопроводу 2 з патрубком 3, водопровідної труби 4, на якій прикріплений регулятор 5 напору водного струменя, труба 4 виконана з розпилювальною насадкою 6, ємності 7 з внутрішньою перфорованою частиною 8, лопатей 9, що обертаються, та закріплені на осі обертання 10, лопаті 9 встановлені у частині 8 ємності 7, розподільної сітки 11, водозбірника 12, холодильної установки 13, мобільної холодильної камери для зберігання газогідратів 14, денної поверхні 15, куди виходить свердловина 1. Спосіб здійснюють наступним чином З дегазаційної свердловини 1 газову суміш, що виходить під природним тиском з температурою 11-18 °C, безперервно подають по сполучному трубопроводу 2 з прикріпленим на його кінці патрубком 3 до ємності 7. Одночасно до цієї ж ємності 7 через водопровідну трубу 4 з розпилювальною насадкою 6 подають необхідний для процесу утворення газових гідратів 1V : 200 Vгаз. су міші об'єм води, визначений експериментально зі співвідношення 1:200 ( H2O ). Температура води - 1-3 °C. Водний струмінь розпилюють під тиском 0,7…1,7 МПа. В процесі змішування при цих умовах молекули газу взаємодіють з молекулами води, що зумовлює зародження центрів кристалізації газових гідратів. Процес гідратоутворення відбувається в умовах особливого режиму вихрових потоків, які значно активізують контактні поверхні газового та водного струменів, що взаємодіють. Процес взаємодії продовжується до появи пластівчастої структури газових гідратів. Термін часу, необхідний для даного процесу, складає практично 100….250 секунд. При цьому лопаті 9, які постійно обертаються, та встановлені в ємності 7, 1 UA 102659 C2 5 10 15 сприяють прискоренню процесу утворення газогідратів. Процес отримання газових гідратів відбувається безперервно. Пластівчастий газовий гідрат утворюється на стінках перфорованої частини 8 ємності 7, та завдяки надмірному тиску, що виникає за рахунок ефекту відцентрової сили інерції, продавлюється крізь отвори до ємності 7, по стінках якої газогідрат та надлишок води скочуються до розподільної сітки 11, через яку проходить вода та збирається у водозбірнику 12, що з'єднаний з трубопроводом 4, й повторно використовується, а отриманий газогідрат під власним тиском зсипається у мобільну холодильну камеру 14. При цьому головна частина системи розміщена в холодильній установці 13 для підтримання температури у діапазоні 1-3 °C, що є однією з основних умов для утворення газових гідратів. Отримані газові гідрати зберігають та транспортують в умовах знижених температур -10…20 °C. Застосування запропонованого способу дозволить забезпечити можливість отримання газових гідратів у безперервному процесі, з подальшим їх зберіганням та транспортуванням, знизити витрати енергії для їх отримання, і за рахунок цього спростити процес та управління ним, підвищити його ефективність та продуктивність, здійснювати управління заданими параметрами процесу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Спосіб отримання газових гідратів з газової суміші дегазаційної свердловини, при якому газ піддають охолодженню та змішують з водою, яка знаходиться під тиском та при температурі нижче рівновісної температури утворення гідрату, який відрізняється тим, що з дегазаційної свердловини попередньо вибирають газову суміш, яку безперервно подають під її природним тиском та змішують з одночасно поданим розпиленим водяним струменем при температурі 13 °C до появи пластівчастої структури газового гідрату. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2