Методические указания. В процессе эксплуатации магистрального газопровода при недо­статочно эффективной осушке газа может произойти полная или частичная его закупорка в результате

В процессе эксплуатации магистрального газопровода при недо­статочно эффективной осушке газа может произойти полная или частичная его закупорка в результате отложения кристаллогидра­тов, образующихся при наличии влаги в газе и при определенных давлении и температуре. Гидраты углеводородных газов предста­вляют собой белые кристаллы, похожие на снег, а при уплотнении напоминают лед. По своей структуре кристаллогидраты — соеди­нения нескольких молекул газа и воды. Однако такое соединение не является стабильным и при определенных условиях, например при понижении давления или повышении температуры, легко раз­лагается на газ и воду. Данной температуре газа соответствует определенное давление, при котором начинают образовываться кристаллогидраты.

На образование гидратов, кроме температуры и давления, влияет состав газа и его насыщенность парами воды. Поэтому на ра­боте газопровода отрицательно сказывается недостаточная осушка газа и плохая продувка газопровода перед сдачей его в эксплуата­цию, а также отсутствие в пониженных местах дренажных устройств (конденсатосборников и продувочных патрубков) или нерегулярное удаление из них скапливающейся жидкости. Засорение газопрово­дов посторонними предметами, влагой и пылью, которые уменьшают площадь сечения газопровода в пониженных местах (где они скапли­ваются), также приводит к образованию гидратов вследствие возни­кающего перепада давления и снижения температуры газа.

Места возможного гидратообразования в газопроводе определяют путем сопоставления графика падения давления и снижения темпе­ратуры данного газопровода с гра­фиком температуры образования ги­дратов. Падение температуры приво­дит к уменьшению упругости водяных паров и влагоемкости газа, что в свою очередь сопряжено с выпаде­нием капельной жидкости (воды вместе с газовым конденсатом), об­разующей гидраты.

Поскольку при движении газа по газопроводу температура его падает быстрее, чем давление, более вероятно образование гидратов на начальных, головных участках газопровода на расстоянии 10—60 км. На участках, где вследствие падения давления газ становится ненасыщенным (т. е. пар­циальное давление пара в газовой смеси меньше упругости паров ги­драта), гидраты не образуются, хотя температура их образования может быть и выше температуры газопро­вода. Практически при сниже­нии точки росы газа на 5— 7° С ниже температуры в газо­проводе исключается образова­ние ристаллогидратов, что со­ответствует примерно 60—70% относительной влажности газа.

Для предупреждения гидратообразования необходимо устранить хотя бы одно из основных условий существования гидратов: высокое давление, низкую температуру или свободную влагу в газе.

В соответствии с этим предупреждение гидратообразования осуществляют вводом ингибиторов в поток газа, осушкой газа от паров воды, поддержанием температуры газа выше температуры гидратообразования, поддержанием давления ниже давления гидратообразования.

Однако, наиболее эффективный для предупреждения гидратообразования – метод ввода ингибиторов в поток газа.

На практике в качестве ингибиторов широко используют электролиты, спирты, гликоли. Растворяясь в воде, имеющейся в потоке газа, ингибиторы снижают давление паров воды. При этом, если гидраты и образуются, то при более низкой температуре. Ввод ингибиторов при уже образовавшихся гидратах снижает давление паров воды, равновесие гидраты - вода нарушается, упругость паров воды над гидратами оказывается большей, чем над водным раствором, что и приводит к их разложению. В качестве антигидратных ингибиторов широкое применение находит хлористый кальций и диэтиленгликоль (ДЭГ) и др.

Метод последовательной перекачки нефтей и нефтепродуктов заключается в том, что различные по качеству углеводородные жидкости отдельными партиями определенных объемов перекачиваются по одному трубопроводу.

Широкое внедрение последовательной перекачки вызвано особенностями работы трубопроводов. В чем они заключаются?

Во-первых, нефти, добываемые в пределах даже одного место­рождения, имеют различный химический состав. Разные по качеству нефти на мировом рынке про­даются по разным ценам. Строить же для каждой нефти отдельный трубопро­вод экономически неоправданно. Более предпочтителен вариант их последовательной (друг за другом) перекачки по одному трубопроводу.

Во-вторых, продукты нефтепереработки (бензины, керосины, дизельные топлива поставляются потребителям как правило по трубопроводам. Обычно объемы отдельно взятых продуктов либо недостаточны для строительства самостоятельных трубопроводов, либо позволяют сооружать лишь маломощные нефтепродуктопроводы для каждого нефтепродукта в отдельности. Поэтому, если направление транспортировки нефтепродуктов совпадает, экономически целесообразнее построить один трубопровод большого диаметра и различные нефтепродукты перекачивать по нему последовательно.

В-третьих, в условиях нефтебаз последовательная перекачка неизбежна, т. к. практически невозможно построить отдельные трубопроводы для каждого нефтепродукта.

При последовательной перекачке различные нефтепродукты поступают с НПЗ в резервуары головной перекачивающей стан­ции практически одновременно, а их перекачка производится последовательно — в виде отдельных следующих друг за другом партий.

Периодически повторяющаяся очередность следования неф­тепродуктов в трубопроводе называется циклом последователь­ной перекачки.

Партии нефтепродуктов в цикле формируются с учетом их состава, свойств и качества. Нормами проектирования рекомен­дуется следующая последовательность нефтепродуктов в цикл: дизельное топливо; топливо для реактивных двигателей; керосин или топливо печное бытовое; автомобильный бензин А-76; автомобильный бензин АИ-93; автомобильный бензин АИ-95.

Таким образом, в нефтепродуктопроводе, как правило, одно­временно находится несколько партий различных по свойствам нефтепродуктов. Это необходимо учитывать при гидравличес­ком расчете трубопроводов.

Особенностью последовательной перекачки является образо­вание некоторого количества смеси в зоне контакта двух следую­щих друг за другом нефтепродуктов. Причиной смесеобразова­ния является неравномерность осредненных местных скоростей по сечению трубопровода. Кроме того, некоторое количество смеси образуется при переключении системы задвижек на на­чальном пункте нефтепродуктопровода в период смены нефте­продуктов (такая смесь называется первичной).

Для уменьшения количества смеси иногда применяются специальные устройства — разделители, помещаемые в зону контакта разносортных нефтепродуктов и двигающиеся совместно с ними по нефтепродуктопроводам. Кроме того, на конечном пункте предусматриваются мероприятия по исправлению и реализации получающейся смеси нефтепродуктов.

Опыт эксплуатации магистральных трубопроводов, по ко­торым последовательно перекачиваются различные нефти или нефтепродукты, показывает, что объем смеси при прямомкон­тактировании равен 0,5... 1 % объема трубопровода. Поскольку смесь является некондиционным продукте» то необходимо всемерно стремиться к уменьшению ее объема.

На образование смеси оказывают влияние скорость перекачки, остановки перекачки, конструктивные особенности обвязки перекачивающих станций и резервуарных парков, объем партий, соотношение вязкостей и плотностей перекачиваемых жидкостей.

При турбулентном режиме перекачки объем образующейся смеси значительно меньше, чем при ламинарном. Поэтому однозначно последовательную перекачку необходимо осуществлять при турбулентном режиме. Выбор скоростей перекачки при этом лимитируется следующими сооб­ражениями. Если скорость низкая, то может произойти расслое­ние потока и объем смеси возрастет. Чем больше скорость перекачки, тем объем образующейся смеси меньше

Вопросы для самоконтроля

1. Гидраты, их сущность, условия образования.

2. Методы обнаружения гидратообразования в МГ.

3. Способы борьбы с гидратообразованием, оборудование, реагенты.

4. Источники и вредное воздействие конденсата в МГ

5. Способы улавливания конденсата

6. Сущность последовательной перекачки нефтепродуктов

7. Методы уменьшения количества смеси