Промышленность \ Техника и технология переработки газа и конденсата

Техника и технология переработки газа и конденсата (Сборник с результатами исследований специалистов газовой промышленности, полученных в процессе работы), страница 16

Таким образом, представленная математическая модель расче­та центробежных сепарационных патрубков делает возможным комп­лексное изучение газодинамических параметров вихревых потоков двухфазных сред с целью оптимизации процесса сепарации в центро­бежных устройствах.

Литература

1.  Циклаури Г.В., Данилин B.C., Селезнев Л.И. Адиабатные^
двухфазные течения. М.: Атомиздат, 1973. 448 с.

2.  Дейч М.Е., Филипов Г.А. Газодинамика двухфазных сред.

39


М.: Энергия, 1981. 471 с.

3.  Цвигун СТ. Численное исследование двухфазных закручен­
ных потоков в расширяющихся каналах. Автореф.дисс.канд.техни­
ческих наук. М.: МЭИ, 1981. IS с.

4.  Высотина В.Г. Разработка и реализация численного мето­
да расчета закрученных двухфазных потоков применительно к зада­
чам течения в турбомашинах. Автореф.дисс.на соискание ученой сте­
пени к.т.н. М.: МЭИ, 1984. 18 с.

З.А.Истомин (ВНИИГАЗ)

ДВУХФАЗНЫЕ РАВНОВЕСИЯ ГИДРАТОВ ГАЗОВ

В данной работе приведен анализ двухфазных равновесий га­зовых гидратов. Эти равновесия представляют интерес как при борьбе с техногенным гидратообразованием, так и при изучении га­зовых гидратов как природных явлений.

При описании фазовых равновесий природных и техногенных га­зовых гидратов практическое значение имеет анализ следующих рав­новесий в двухфазных областях полной фазовой диаграммы, т.е. при давлениях в системах выше соответствующего давления, отвечающего трехфазным равновесиям VLH или VIH . Здесь Ц - газо­вая, L -жидкая (причем L4 - водная, Lt - углеводородная), И - гидратная фазы.

I. Растворенный в воде газ - газовый гидрат  в отсутствие газовой фазы (область L4H   ).

Это равновесие прежде всего представляет интерес при ана­лизе потенциально возможных механизмов образования газогидратов в природных условиях из растворенного в пластовых водах газа /I, 3/.

2.  Дед - газовый гидрат в отсутствие свободного газа (об­
ласть L,H).

Такое равновесие может реализоваться в толще ледниковых покровов Земли и в ядрах ледяных комет.

3.  Газ - гидрат   в отсутствие третьей фазы: воды или льда
(область VH   ).

Это равновесие интересно при анализе возможности гидрато-образования непосредственно из газовой фазы, например, в про-

40


мыслозом газопроводе. Другие примеры: образование гидратов в про-топланетном газопылевом облаке, а также образование и накопление гидрата диоксида углерода в полярных шапках на Марсе.

4. Жидкий (сжиженный) гидратообэазователь - гидрат (область L2H ).

Это равновесие необходимо учитывать при борьбе с техноген­ным гидратообразованием (трубопроводный транспорт жидких углево­дородов, например, конденсата, этана, широкой фракции легких уг­леводородов). Рассмотрение равновесия L2H   возможно актуально и при изучении криогенных планет солнечной системы и их спутни­ков (например, по имеющимся на сегодняшний день данным "моря" на спутнике Сатурна - Титане состоят из жидкого этана).

Термодинамическое описание указанных выше гидратных равно­весий в двухфазных областях вполне традиционно и сводится к рассмотрению алгебраических уравнений, получаемых приравниванием химических потенциалов (или летучеотей, что иногда удобнее) ком­понентов каздой из сосуществующих фаз. Решение соответствующих уравнений позволяет определять составы всех равновесных фаз. Сле­довательно, можно определять равновесные (с гидратом) величины влагосодержания газовой и жидкой углеводородной фаз, газосодер­жания в водной фазе, а также находить степени заполнения поло­стей гостевыми молекулами в гидратной фазе как функции темпе­ратуры и давления. Для решения этих задач необходимы термодина­мические модели кавдой из фаз, в том числе и гидратной (обсужде­ние моделей последней см., например, в / I /).

Следует отметить, что в некоторых случаях имеет определен­ный практический смысл проблема описания двухфазных равновесий в области давлений, лежащих значительно ниже давлений трехфаз­ного равновесия (при фиксированной температуре). Термодинами­ческое рассмотрение подобных "равновесий" становится возможным, если формально наложить запрет на появление третьей фазы (термо­динамически более стабильной)..Такие двухфазные равновесия мож­но назвать равновесиями с дополнительными запретами или "вир­туальными" равновесиями.

В настоящее время имеются фактические предпосылки для об-суадения двух случаев такого рода (хотя априори возможны и дру-гиэ варианты).

I. Равновесие лед - газовый гидрат (метана или природного газа) при давлениях менее I МПа и температурах вблизи (но нес-

Скачать файл