Газ, поступающий из скважин, содержит влагу в жидкой и паровой фазе. Жидкая фаза извлекается сепараторами различной конструкции. С помощью установок осушки газа на головных сооружениях снижается содержание паров воды. При низком качестве осушки газа в газопроводе конденсируется влага и образуются кристаллогидраты, в результате чего снижается его пропускная способность. Максимальное содержание влаги в газе (в г на 1 м сухого газа) приближенно определяют по графику (рис. 3.5) при температуре 20 °С и давлении 0,1013 МПа.

Рис 3.5. Зависимость максимального содержания влаги  в газе (при полном насыщении)

от давления  и температуры  газа

Максимальное содержание влаги (при полном насыщении) зависит от состава газа, возрастая с увеличением содержания тяжелых углеводородов, сероводорода и углекислого газа и снижаясь с повышением содержания азота.

Условия образования гидратов природных газов с различной относительной плотностью можно определить по графику (рис. 3.6), на котором слева от каждой линии находится зона с гидратами, справа - зона без гидратов. Присутствие азота, сероводорода и углекислого газа повышает температуру гидратообразования.

Рис. 3.6. График гидратообразования для природных газов с различной

относительной плотностью

Зону возможного гидратообразования в газопроводе длиной  находят следующим образом. Определяют температуру газа  , давление , температуру гидратообразования  и точку росы. Полученные значения наносят на график (рис. 3.7). Участок, на котором температура газа ниже кривой гидратообразования, представляет собой зону возможного гидратообразования (на рис. 3.7 заштрихована). Точка росы определяется обычно путем охлаждения газа до температуры конденсации водяных паров. Гидраты, образующиеся в скважинах, шлейфах, газопроводах или аппаратах, разрушаются при снижении давления или увеличении температуры в системе в том месте, где произошло образование гидратов, а также при вводе метилового, этилового и пропилового спиртов, гликолей, аммиака и хлористого кальция. Аммиак применяют редко, так как он реагирует с углекислым газом, который содержится в природном газе, и образует осадок углекислого аммония, забивающего запорную арматуру.

Рис. 3.7. График изменения температуры и давления и зона образования

гидратов в магистральном газопроводе

Необходимое количество метанола рассчитывают следующим образом.

1. Определяют количество воды, выделившейся из газа за сутки, , где  и - содержание влаги при температуре точки росы  и фактической температуре  газа в газопроводе (см. рис. 3.5);   - расход газа.

2. По заданным параметрам газа, давлению и относительной плотности определяют температуру образования гидратов  (см. рис. 3.6). Требуемое снижение точки росы  по углеводородам рассчитывают по формуле .

3. По графику (рис. 3.8) определяют минимальное содержание метанола в жидкости  для температуры .

Рис. 3.8. График понижения точки замерзания жидкости в зависимости

от содержания метанола

4. Находят отношение содержания метанола в парах к его содержанию в жидкости  по графику рис. 3.9.

Рис. 3.9. График содержания метанола в паровой и жидкой фазах в зависимости

от давления  и температуры  газа

5. Рассчитывают концентрацию метанола в газе .

6. Определяют количество метанола, необходимое для насыщения жидкости, .

7. Определяют количество метанола, необходимое для насыщения газа, .

8. Находят общий расход метанола

Пример 3.1. Определить количество метанола, необходимое для предотвращения образования гидратов, при следующих условиях: пропускная способность газопровода = 30 млн.м/cyт; среднее давление = 3,8 МПа; относительная плотность по воздуху  = 0,6; температура насыщения газа парами воды = 305 К; минимальная температура газа в газопроводе  = -2 °С.

Решение

1. Количество воды, выделившейся из газа за сутки при охлаждении от 32 до -2 °С: =(1 - 0,15) 30·10 = 25,5· 10 г/сут.

2. Температура образования гидратов и необходимое снижение точки росы соответственно:  = 12 °С и  = 12- (-2)= 14°С.

3. Содержание метанола в жидкости (см. рис. 3.8) = 26%.

4. Отношение содержания метанола в газе и воде (см. рис. 3.9) = 0,016%.

5. Концентрация метанола в газе = 26·0,016 = 0,416 г/м.

6. Количество метанола, необходимое для насыщения жидкости

 г/сут.

7. Количество метанола, необходимое для насыщения газа,    

г/сут.

8. Общий расход метанола

 т/сут.