Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 [ 178 ] 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284

6.2.10. Гидраты

природного газа

6.2.10.1. Природа

Гидраты представляют кристаллическое соединение, созданное реакцией воды с метаном, этаном, пропаном, бутаном и углеводородным газом.

Газ + вода - гидрат

(пар) + (жидкость) -<- твердое тело

Риск образования гидратов существует всегда, если есть вода в жидком состоянии:

- осушка Трубопровода, после гидроиспытания;

- коеденсация паров воды, находящихся в газе, с учетом условий температуры и давления.

6.2.10.2. Кривая формирования гидратов

Существуют разнообразные методы, позволяющие определить условия образования гидратов.

Метод Carson и Katz (1941) - аналогия метода расчета равновесия жидкость-пар, основанный на эмпирических константах равновесия, был вытеснен методом Parrish и Prausnitz (1972), привлекаю-шцм термодинамическую статистику (глава 1. Общая часть, § 1.7.2.2.7).

6.2.10.3. Количество воды, насыщающей природный газ

Риск образования гидратов встречается при наличии воды, поэтому важно определить количество и контролировать ее присутствие в природном газе.

Фирма Gaz de France предложила кривые, дающие процентное содержание воды в состоянии насыщения для различных природных газов. Эти кривые применимы для газов, обычно транспортируемых во Франции, и позволяют определить условия давления и температуры, для которых есть риск конденсации (образования гидратов) (гл. 1. Общая часть, § 1.7.2.2.7).

6.2.10.4. Предупреждение образования гидратов, действие ингибиторов

Газовая промышленность использует метанол (или изопропанол для системы регулирования), ко-

торый реагирует на равновесие жидкость-пары воды, приводя к сдвигу условия (Р, Т) формирования гидратов (гл. 1. Общая часть, § 1.7.2.2.7).

Хаммершмидт установил следующее соотношение:

ДТ =

МЮО-С

где:

М - молекулярная масса ингибитора (гр/моль);

С - массовая доля (в %) ингибитора в жидкой фазе;

к - константа, зависящая от ингибитора;

ДТ - снижение температуры формирования гидратов.

Экспериментальные исследования позволили принять величину к для метанола равной в 1130°С гр/моль, что приводит к соотношению

Т = 35,3

100-С •

ЮОДТ ДТ-1-35,3

Количество метанола для впрыска может быть подсчитано точно путем применения закона равновесия. Можно принять во внимание, что подача 500 мгр/нм метанола позволяет при содержании воды от 80 до 100 мгр/нм избежать образования льда или гидратов.

6.2.11. Список литературы

E. Berecz, Balla-Achs. - Gas Hydrates. Studies in inorganic Chemistry IV. Elsevier, Amsterdam (1983).

F. Dewerdt, M. Roncier. - Etude de la formation dhy-drates de gaz naturel, congres du gaz. A. T. G., Paris (1971).

A. Nicoud. - Rapport: sechage des canalisations de transport. A. T. G., Paris (1987).

J. Saint-Just, D. Bomassi. - Point de rosee et teneur en eau: specificite du gaz natural. GAZ daujourdhul, Paris (octobre 1984).

6.3. КАТОДНАЯ ЗАЩИТА

ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ СООРУЖЕНИЙ

6.3.1. Общая часть

Катодная защита состоит в отрицательной поляризации с помощью специального устройства, защищающей металл от воздействия окружающей среды. Для каждого металла защитный потенциал фиксирован. Например, для стали - 850 мВ, для свинца - 580 мВ, для меди - 250 мВ этот потенциал измеряется с помощыо образцового справочного электрода CU/CUSO4 (см. рисунок напротив).

Катодная защита подземных и пофуженных сооружений - необходимое дополнение пассивных методов защиты в виде изоляции и покраски. Она позволяет аннулировать химическую, электрохимическую и бактериальную коррозию металла, контактирующего с окружающей проводящей средой, называемой электролитом.

В настоящее время используется две системы защиты: с помощью гальванического анода и путем отвода тока (дренажа).

Сейчас блуждающие токи могут создавать электрохимическую коррозию, возможно будет необходимым сопровождать (дополнять) эти системы аппаратами электродренажа.

Переносной электрод Cu/CuSOl устшшели-мется как можно ближе к трубопроводу

Вольтметр

Подземный электрод Cu/CuSO, устанаали-ааатся а случае необходимости

J >

- 4-

Трубопроаод

Прин1п замера потенциала трубопровода по отношению к грунту.

6.3.2. Защита

гальваническим анодом

6.3.2.1. Принцип

Этот метод защиты состоит в создании в рассматриваемой среде электрического гальванического элемента, соединяя защищаемый металл с металлом более электронегативным, и который является анодом системы: т.е. происходит его разрушение (рис. стр. 563).

Основными металлами, используемыми в качестве анода, являются: магний, цинк, и, первоначально, алюминий (главным образом в море).

Общая характеристика анода в стабилизаторе (смесь гипса и глины)

Чистота в %........,

Масса объемная......

А/г реальных на килограмм, Кг реальных на ампер в год. Потенциал/грунт в вольтах (CU/CUSO4)........

Размеры стандартные:

• длина .........

- ширина.........

• толщина.......,

• вес...........

Цинк

99,99

7 745 11,7 -1.1

600мм 80 мм 62 мм

20 кг

Магний

6AI 3Zn 2Мп

89 Mg

1,94 1 100

7,8 -1,55

360 мм 185 мм 154 мм 20 кг

Вг [ «-ь: - Герметичное соединение --ftB- Пробка с резьбой

Наконечник для бананового штепселя

Гайка рифленая Шайба

Корпус электрода

Стержень иэ красной меди

Насыщенный раствор медного купороса

Кристаллы

Пористый элемент Защитный колпак

Переносной образцовый электрод CU/CUSO4.

Контрольный пункт g

Анод

Стабилизатор

коррозии

Соединение трубопровода и анода Грунт

Соединение с трубопроводом

Трубопровод

Принцип амощной зшчиты.

6.3.2.2. Применение

Анодная гальваническая защита применяется в основном:

- в средах со слабым удельным электросопротивлением (р < 50 й/м) для того, чтобы сопротивление фунт-анод не очень ограничивало интенсивность потока (электронов);

- для трубопроводов небольшой длины и имеющих хорошую изоляцию для того, чтобы интенсивность потока системы была совместима с необходимой для катодной защиты;

- при отсутствии сильных блуждающих токов.

6.3.2.3. Эксплуатация

Она требует часто очищать контакты и периодически проверять соединения, имея в виду слабую плотность токов (небольшую величину).

6.3.3. Защита путем дренажа тока (электродренажная)

6.3.3.1. Принцип

Негативная поляризация защищаемой структуры осуществлявтся соединением с отрицательным полюсом источника постоянного тока, положительный полюс которого соединен с анодом-за-землителем, который разрушается см. рисунок.

6.3.3.2. Аппаратура

в качестве источников постоянного тока могут быть:

Источник постоянного тока

Зазвмлитель (анод)

Защищаемый трубопровод

(катод)

Принцип катодной защиты.

- батареи большой емкости (1000 ампер) или батареи перезаряжаемые (50 А) для особых случаев, требующих слабых потоков;

- выпрямитель сухой, включающий понижающий напряжение трансформатор и выпрямительный диодный или тиресторный мост.

Аноды-заземлители могут быть:

- либо большой металлической массы, наиболее часто сталь; такие как старые рельсы, сваренные встык и которые теряют по 10 кг на ампер в год;

- либо ферросилиций (цилиндры небольшого размера), которые расходуются по 0.5 кг/ампер в год;

- либо из графита (цилиндры небольшого размера), который теряет значительно вес -1 кг/ампер в год;

- либо магнетит (цилиндры небольшого размера), которые расходуются в количестве 0.01 кг/ампер в год.

6.3.3.3. Эксплуатация

Эксплуатация такой системы заключается в проверке один раз в месяц работоспособности выпрямителя и измерении данных вольтметра, амперметра и счетчика.