Сбор и подготовка к транспорту природных газов, страница 33

Метан образует гидрат, имеющий формулу СН₄-6Н₂О. Массо­вое содержание метана в составе гидрата составляет 12,9%. Для связывания 1 кг метана в гидрат, соответствующий указанной фор­муле, требуется 6,75 кг воды.

При добыче и обработке газов образуются смешанные типы гидратов. Свойства гидратов компонентов природных газов при­ведены в табл. 22.

Таблица 22

Свойства гидратов компонентов природного газа

Примечание, ра — давление разложения при температуре 0°С; t — температура разложения при атмосферном давлении; Hi — теплота образования гидрата из газа и воды; Н₂ — то же из газа и льда; Г„„ и р..„ — верхняя критическая точка оазложеиия гилпятя.

55

На основании экспериментальных работ Гаммершмидта уста­новлено, что пропан и изобутан наиболее склонны к гидратообра-зованию. Их содержание в гидрате растет соответственно в 7,2 и 15,5 раза по сравнению с их содержанием в исходном газе (табл. 23) [39].

Таблица 23

Молярный состав природного газа и газа от испарения гидрата

Условия образования гидратов. Для образования гидратов не­обходимы наличие капельной воды и определенный термодинами­ческий режим в системе. Наличие воды в жидкой фазе хотя и яв­ляется обязательным условием, но не достаточно для образова­ния гидратов. Образование гидратов происходит при определен­ных температурах и давлениях.

На основании экспериментальных работ Гаммершмидтом пред­ложено уравнение, связывающее температуру и давление образо­вания гидратов:

t_r = 20,6Sp '    —17,78,                                                              (III.19)

где /_г — температура гидратообразования, °С; р — давление, кото­рому соответствует /_г, МПа.

Наряду с давлением значение температуры гидратообразования зависит также от состава газа. При низких и средних давлениях в зависимости от температуры среды можно пользоваться также уравнениями Г. В. Пономарева, которые учитывают состав газов через их приведенную плотность.

Для положительных температур

/_г= 18,47 Igp — B-\- 18,65.                                                                  (111.20)

Для отрицательных температур

t_r = 58,5 lg p + В_х - 59,32,                                                                 (Ш.21)

где В и В_х — эмпирические коэффициенты, значения которых в за­висимости от приведенной плотности р_п газа даны в табл. 24.

56

Таблица 24

Коэффициенты В и В_х в зависимости от приведенной плотности газа