Такое снижение температуры обеспечивает концентрация метанола:

Х2=; (42)

Х2=%

В начале определяются потери метанола с газом. Равновесное содержание метанола в газе при условиях в Т-1 при Р=10,5 МПа и Т=291 К составляет:

Q=Q_o₂,

(43)

Q=6,0·0,08=0.48 кг/т.м³

где Q_o = 6,0 – метанолосодержание газа при равновесии с чистым метанолом, кг/тыс.м³;

₂ = 0,08 – активность метанола.

Количество растворенного в конденсате метанола для условий теплообменника Т-1 составляет

q=, (44)

q=кг/1000м³

где g– количество нестабильного конденсата в газе, г/м³;

r– растворимость метанола в конденсате;

k– коэффициент зависимости растворимости метанола от молекулярной массы конденсата.

Значения kиrнайдены по графикам на рисунке 2.1[8].

Количество поступающей из сепаратора в теплообменник Т-1 влаги определяется

W=W₁-₁W₂, (45)

W=0,333-0,98·0,252=0,086 кг/т.м³

где ₁ = 0,98 – активность воды, определяется по графику на рис 2.1[8].

Расход метанола для предупреждения гидратообразования в теплообменнике Т – 1 рассчитывается

Нт=; (46)

Нт=кг/т.м³

Замеры параметров работы теплообменника Т-2 всех технологических ниток в течении года показывает разброс на выходе из Т-2 от -6 ^оС до -17 ^оС, что естественно влияет на подачу метанола в теплообменник Т-2. С целью определения требуемого расхода метанола для предупреждения гидратообразования в теплообменнике Т-2 расчет выполнен для двух значений температур: -12^oCи -5^оС. Температура гидратообразования для условий теплообменника Т-2 определяется равенством:

Тг=7,7 lnP+275,65; (47)

Расчет расхода для низкотемпературного сепаратора выполнен для условий температура –30 ^оС и давление 6,0 МПа.

С учетом поступления метанола из теплообменника Т-1 расход перед теплообменником Т-2 составит 0,858 кг/тыс.м³. Полученная величина расхода метанола в низкотемпературном сепараторе означает, что подача метанола туда не нужна.

Суммарный расход метанола, вводимого на УКПГ в поток газа (перед теплообменником Т-1 и теплообменником Т-2) составит:

Н_укпг= Н_т-1+Н_т-2; (48)

На УКПГ - 8В также внедрена технология циклического использования ингибитора. При подаче 0,858 кг/т.м³ концентрированного 95 мас. % метанола в теплообменник Т-2 с учетом безвозвратных потерь метанола с ВМР и с газом сепарации снижение расхода ингибитора на НТС согласно с [7] составит 0,27 кг/тыс.м³. Норма расхода метанола с учетом циклического использования составит:

Ннтс = Н_УКПГ - 0,27; (49)

Полученное значение расхода метанола является теоретическим, так как обеспечивает граничные безгидратные условия работы УКПГ. С учетом требуемого на практике надежног безгидратного режимаработы установки расхода метанола следует установить на 15 – 20 % больше по сравнению с теоретическим.

Таким образом, требуемый в данном случае расход метанола на низкотемпературную сепарацию составит:

Н = 1,2 · Ннтс ; (50)

Расчет расхода метанола для предупреждения гидратообразования на НТС.

В таблице 18 приведены результаты расхода метанола по УКПГ - 8В.

Таблица 18 - Результаты расхода метанола по УКПГ - 8В

Показатели	Теплообмен-ник (Т-1)	Теплообменник (Т-2)		Низкотемпера-турный сепаратор
		-12 оС	-5 оС
1	2	3	4	5
Тг, К	294,8	294	294	289,6
Т, К	3,5	33	26	46,6
Х2, %	8	49	42	59
2	0,08	0,37	0,32	0,44
Qo, кг/тыс.м³	6,0	1,8	2,4	0,48
Q, кг/тыс.м³	0,48	0,67	0,76	0,211
g, г/тыс.м³	5	40	40	50
r	0,21	0,31	0,34	0,17
k	1,5	1,7	1,7	2,0
q, кг/тыс.м³	0,0315	0,12	0,258	0,17
1	0,98	0,69	0,71	0,56
Wo, кг/тыс.м³	0,252	0,039	0,052	0,013
W, кг/тыс.м³	0,246	0,027	0,03	0,007
W,кг/тыс.м³	0,086	0,225	0,22	0,045
Н, кг/тыс.м³	0,532	1,019	1,120	0,51

Из таблицы 18 видно, что для предотвращения гидратообразования в теплообменниках Т-1 и Т-2, и в низкотемпературном сепаратор необходим ввод метанола в соответствующие технологические оборудования, причем норма расхода метанола составила:

• для Т-1- 0,532 кг/тыс.м³;

• для Т-2 – 1,120 кг/тыс.м³;

• для С-4 – 0,51 кг/тыс.м³.

5.5 Расчет расхода ингибитора гидратообразования [9]

Газовые месторождения Крайнего Севера характеризуются такими термодинамическими условиями в скважинах, шлейфах и промысловой подготовки газа, которые приводят к образованию гидратов.

В этих условиях для предупреждения гидратообразования используется различные ингибиторы. Наибольшее распространение получил метанол. Применение метанола связано с рядом положительных его свойств: высокой антигидратной активностью, низкой вязкостью, низкой температурой замерзания водных растворов, достаточно высокой летучестью при отрицательных температурах. Отмеченные свойства метанола, по сравнению с другими ингибиторами, позволяют обеспечить повышенную надежность предупреждения гидратообразования в системах добычи газа.

Ход расчета.

Рассмотрим методику расчета летучего ингибитора гидратообразования на участке технологической цепи, где возможно образование гидратов. Выделим участок: точка, где вводится метанол (точка 1), защищаемая от гидратов точка (точка 2).

Применим следующие обозначения:

G - расход ингибитора подаваемого в точку 1 для предупреждения гидратообразования в точке 2, кг/тыс.м³;

G₁ - количество жидкой неуглеводородной (водной) фазы, поступающей с предыдущего участка, кг/тыс.м³;

G₂ - количество жидкой неуглеводородной (водной) фазы, поступающей в точку 2, кг/тыс.м³

G_k - количество конденсата в расчетной точке, кг/тыс.м³;

g₁,g₂ - концентрация ингибитора в жидкой неуглеводородной (водной) фазы, поступающего в точки 1 и 2, массовая доля;

g - концентрация ингибитора поступающего в точку 1, массовая доля;

W₁,W₂ – влагоемкость газа в точках 1 и 2 соответственно, кг/тыс.м³;

q_иг1,q_иг2 – содержание ингибитора, растворенного в газе, кг/тыс.м³;

q_ик1,q_ик2 – содержание ингибитора, растворенного в конденсате, кг/тыс.м³.

Выпишем балансовые соотношения по воде (неуглеводородной фазе) и ингибитору в точках 1 и 2.

Баланс по воде

W₁+ G₁(1- g₁)+G(1-g)= W₂+ G₂(1- g₂); (51)

Баланс по летучему ингибитору

G₁g₁+ Gg +q_иг1 +q_ик1= G₂g₂+ q_иг2 +q_ик2; (52)

Складываем (51) и (52)

W₁+ G₁- G₁g₁+G – Gg+ G₁g₁+ Gg +q_иг1 +q_ик1=

=W₂+ G₂- G₂g₂+ G₂g₂+ q_иг2 +q_ик2._; (53)

и выражаем относительно G

G= W₂- W₁+ G₂- G₁+ q_иг2- q_иг1+ q_ик1 - q_ик2; (54)