Cтраница 4
Поскольку процесс низкотемпературной сепарации газа протекает при температуре - 10 С и ниже, а на установку поступает обычно насыщенный влагой газ, возникают условия для образования гидратов углеводородов. Ингибитор растворяется в воде, имеющейся в газе, и снижает давление паров воды. Насыщенный ДЭГ может быть регенерирован и возвращен в процесс. Однако НТС не может привести к полному извлечению высококипящих углеводородов, так как для их выделения потребовалась бы очень низкая температура. Кроме того, с помощью существующих сепараторов различных конструкций не удается полностью отделить выделившийся конденсат. Поэтому иногда совместно с НТС используется процесс короткоцикловой адсорбции ( КЦА), основанный на поглощении из газа влаги и углеводородного конденсата твердым адсорбентом. В таком совместном процессе при помощи НТС из газа извлекаются тяжелые углеводороды и большая часть влаги, а при помощи КЦА - оставшаяся влага и высококипящие углеводороды. [46]
Соединения включения с пустотами в виде каналов позволяют достаточно селективно разделять углеводороды, имеющие характерные для определенного гомологического ряда структурные элементы. Соединения включения с пустотами в виде ячеек иногда позволяют разделять два смежных гомолога ( например, бензол и толуол); было предложено для этого также использовать соединения типа гидратов углеводородов. Соединения включения с пустотами в виде слоев чаще используют при избирательной сорбции в динамических системах, где наряду с молекулярными характеристиками компонентов заметную роль играет скорость переноса вещества в свободном объеме. [47]
Предположим, что мы имеем газовое месторождение на глубине свыше 400 м, лежащее под зоной вечной мерзлоты. Неизбежно оседание гидратов углеводородов и гидрата углекислоты. Весь газ не может перейти в эти гидраты. Воды в нем будет очень мало. При образовании гидрата 1 молекула метана связывает 7 молекул парообразной воды. [48]
В то время как хорошо известные процессы разделения, например адсорбция и дистилляция, основаны на различии молекул по типу и размерам лроцесс образования ад-дуктов ( аддуктообра зования, или аддуктации) основаны на различии молекул по размеру и форме. Например, при образовании комплексов с канальной структурой такими веществами, как мочевина, тиомочевина, 4 4 -динитродифенил, циклодекстрины, дезоксихоле-вая кислота, спирохроманы, три-о-тимотид, замещенные трифенил-метаны и другие вещества, полнота реакции и избирательность процесса разделения определяется поперечным сечением и длиной экстрагируемой молекулы. Так, в решетку, образованную гидратами углеводородов или гидрохинонами могут быть включены молекулы небольшого размера с формой, близкой к сферической, в том числе молекулы благородных газов. Применение методов экстракционной кристаллизации иногда позволяет разделить газы и жидкости, которые нельзя разделить обычными методами, причем газы, жидкости и парафиновые твердые вещества в этом процессе образуют соединения в более удобной для выделения форме. [49]
Дэви, установившим в 1811 г., что хлор с водой образует твердый газовый гидрат. Несколько позже были проведены первые исследования и гидратов углеводородов - метана, этана, этилена, пропана. [50]
Устанавливался также минимальный расход метанола, при котором не образуются гидраты углеводородов. [51]
Среди соединений включения, в которых основной кристалл имеет изолированные друг от друга пустоты, способные заполняться малыми, подходящими по размерам молекулами, можно назвать комплексы благородных газов с хинолом и гидраты некоторых углеводородов. В отсутствие жидкой фазы хинольные комплексы весьма устойчивы [90], и при любом исследовании равновесных условий необходимо присутствие какого-либо растворителя. Фазовая диаграмма системы хинол - аргон указывает на существование фазы, в которой одна треть пустот решетки 5-хинола заполнена атомами аргона. Фазовое равновесие гидратов углеводородов не было исследовано. [52]
Одно необычное свойство органических канальных аддуктов состоит в том, что их устойчивость в некоторой степени зависит от плотности упаковки в соответствии с ван-дер-ваальсовыми радиусами атомов внутри существующих полостей или полостей, которые могут образовывать молекулы-хозяева. Впервые мы имеем дело с веществами, взаимодействие которых зависит от размеров н формы молекул гостей, а не от сильных связывающих сил классического типа. В самом деле, вещества, характеризующиеся сильными силовыми полями того или иного вида, не образуют этих новых кристаллических продуктов. В этих соединениях, а также в соединениях с органическими лигандами, построенных по верне-ровскому типу, как и в некоторых гидрохиноновых соединениях, решетки из молекул-хозяев могут существовать и без молекул-го-стей. Для многих других клатратных соединений, например для гидратов углеводородов и канальных аддуктов включения мочевины и тиомочевины, это невозможно. [53]
В более северных местностях этот вопрос связан с более значительными затруднениями. Температура пород вокруг скважины может оказаться недостаточной для нагрева и разложения осевших в скважине гидратов, и придется применять введение в скважину водяного пара или горячей воды, причем следует предпочесть водяной пар. Возможно и введение горячего газа. Поэтому глубинные штуцеры для северных мест нежелательны. Но и без глубинных штуцеров на севере возможно оседание гидратов в скважине и в пласте, если скважина эксплоатируется с чрезмерным процентом отбора, создающим в скважине и в пласте около скважины большой перепад давления, охлаждающий газ ниже температуры образования гидратов. В книге Урало-Волжская нефтеносная область, 1941 г., написаног что в некоторых скважинах Ишимбайского района на дне скважин был обнаружен лед. Конечно, это не лед, а гидраты углеводородов. Если пласт вокруг скважины закупорился гидратами, прекращение выпуска газа из скважины может восстановить положение; пласт примет прежнюю нормальную температуру и гидраты разложатся. Но если нормальная температура пласта ниже температуры образования гидратов, достичь таяния этих гидратов будет трудно. Может быть придется долгое время вводить в скважину водяной парили горячий газ. [54]