ФОРМИРАНЕ НА ХИДРАТИ И МЕТОДИ ЗА БОРБА С ТЯХ, Производство на нефт и газ
нефт, газ, добив на нефт, сондажи, рафиниране на нефт
ФОРМИРАНЕ НА ХИДРАТИ И МЕТОДИ ЗА БОРБА С ТЯХ
ОСНОВНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИДРАТИ
ХИДЪРВЪГЛОВОДНИ ГАЗОВЕ И УСЛОВИЯ
Петролните газове са способни при определени термодинамични условия да взаимодействат с вода и да образуват твърди съединения, т.нар хидратира.
Хидратира се наричат въглеводородни газове
кристални вещества, образувани от свързани молекули на въглеводороди и вода; те имат различна кристална структура.
Образуване на хидрат поради определено налягане и температура, когато газът е наситен с водни пари. Хидратира се разлагат, след като налягането на водните пари е по-ниско от парциалното налягане на парите на изследвания хидрат.
Въглеводородът и някои други газове, които влизат в контакт с вода при определени условия на налягане и температура, също могат да образуват кристални хидрати. Кристалните хидрати на природните газове изглеждат като мокър сгъстен сняг, превръщащ се в лед. Натрупвайки се в газопроводи и друго оборудване, те могат да причинят частично или пълно запушване и по този начин да нарушат нормалната работа.
От една страна, изследователите класифицират хидратите като химични съединения поради факта, че те имат строго определен химичен състав и са описани с определена химическа формула. От друга страна, задържането на молекули във
съединение, наречено хидрат, възниква поради вътрешни, така наречените сили на Ван дер Ваалс - сили на междумолекулно привличане, а не чрез сдвояване на валентни електрони.
Най-пълните данни за структурата, състава и свойствата на кристалните хидрати на природните газове са получени в резултат на рентгенови изследвания от Stackelberg, Müller и Johnson.
В резултат на тези проучвания стана ясно, че кристалните хидрати са клетъчни съединения с две структури с кубична симетрия: структура I, образувана от газове и пари (фиг. 8.1), и структура II, образувана от течности (фиг. 8.2). Изключение прави пропанът, чиято пара образува кристален хидрат със структура II.
Характеристиките на някои от изследваните кристални хидрати са дадени в табл. 8.1.
За евентуалното образуване на определена структура от кристални хидрати геометричният фактор е от решаващо значение. Типът структура зависи главно от размера на формиращия кристал. Ефективните (според Ван дер Ваалс) размери на молекулите на въглеводородния газ имат следните стойности: метан - 4,1 А; етан - 5,5 А; пропан - 6,28 А; изобутан - 6,28 А; нормален бутан - 7.40 А. Размерът на водните молекули се приема равен на 2.8 А.
Газохидратите от структура I (вж. Фиг. 8.1) образуват газове, чийто молекулен размер не надвишава 5,9 А. Единичната им клетка е структура, състояща се от 46 молекули и има шест големи кухини и две малки. Като първична изграждаща клетка от структура II,