Родовища гідрату природного газу. Газові гідрати у екосистемі Землі. Принципи залягання і склад. Визначення термодинамічних умов утворення газогідратів по спрощеним методикам. Визначення температури гідратоутворення за допомогою формули Понамарьова.
Аннотация к работе
Родовища гідрату природного газу (МП) відкриті у 1964-1966 роках становлять собою значний газовий ресурс. Використання природного газу з гідратів значно покращує енергетичний баланс світу в наступних десятиліттях. Один т "гідрату містить від 70 до 210 тл3 газу. Гідрат метану містить 164.6 метану в 1 тп "1 гідрату. Як відомо України потребує енергоносіїв, і тому доречно відмітити, що в 1964-65 роках і до цього дня відкриваються багатющі поклади метанового газу в акваторії Чорного і Азовського морів з запасами не обчислюваними за попередніми підрахунками 30-60 трильйонів кубометрів газу .Незважаючи на дуже довгу історію газових гідратів (ГТ) і сузіря [15], видатних учених, які вивчали їх, вони (як і інші клатрати) залишалися для хіміків загадковими сполуками, оскільки не вкладалися в рамки традиційних уявлень про хімічну спорідненість, а часом вступали в явне протиріччя з ними. Більше того, у міру розвитку теорій хімічного звязку, цілком успішно пояснюють величезне різноманіття хімічних сполук, клатрат-ні гідрати залишалися "поза законом", оскільки жодна з цих теорій не могла пояснити їх. Рис 1 Розташування тони стабільності гідрату метану в морі і на суші : 1-крива рівноважних умовгідратообратоіанія метала рахунок слабких міжмолекулярних взаємодій між компонентом-гостем і компонентом-господарем і їх пропросторової комплементарності (зараз сполуки, в основі яких лежать ці принципи організації хімічної материн, виділені в особливий розділ науки, названий супрамолекулярної хімією) газові гідрати є надзвичайчайно важким обєктом для вивчення, Все це, мабуть, і було причиною незаслужено низького інтересу хіміків до досліджуваних сполук. У середині 30-х рр.. нашого століття підвищену увагу до газових гідратам було ініційовано промисловцями у звязку з вкрай несприятливими явищами закупорки трубопроводів "снігом" з позитивною температурою плавлення при транспортуванні природного газу (як зясувалося надалі-газовими гідратами). Велика кількість робіт прикладного характеру, що зявилися в цей час, не дуже багато дало для розуміння природи газових гідратів Лише в середині нашого століття, коли практичні одночасно зявилися кілька структурних робіт, що виявили їх клатратное природу, ореол загадковості з них було знято.Легко накласти Р, Т-залежність, що описує кордон стабільності гідрату в системі метан - вода, на реальні термобарические умови, наявні в природі в конкретному розрізі земних надр. При негативних температурах гідрати можуть існувати в метастабільних станів за рахунок так званого "явища самоконсерваціі" (ефекту, коли утворюється на поверхні разлагаешегося гідрату лід охороняє газогідрат від подальшого розкладання). У природі такі гідрати, що залишилися як релікт від колишніх епох, виявлені в розрізі Ямбурзького родовища газу (північ Західного Сибіру). Крім термодинамічних умови величезну роль в освіті та збереженні газогідратпих родовищ грають наявність і геологічні параметри порід, що знаходяться (чи що були у попередні епохи) як в зоні стабільності, так і за її межами. При цьому міститься в гідратах газ зазвичай більше ніж на 98-99% складається з метану з невеликими домішками інших вуглеводнів, вуглекислого газу, сірководню, азоту, кисню, аргону і т. д.Температуру гідратоутворення тр (ОС) в залежності від тиску Р (кгс/см2) визначають по формулою : для додатньої температури: тр=18,47?lg?P-B1 tp-рівноважна температура гідратоутворення Розглядаючи гідрати природного газу як тверді розчини молекул газу в метастабільних гратах води, можна провести аналогію з рідкими розчинами, властивості яких описуються рівноважній кривій рідина - пара і відповідними константами рівноваги. Рівноважні умови гидратообразованія можна визначити за допомогою констант фазової рівноваги газ - гідрат: де yi - мольна частка і-го компоненту природного газу в газовій фазі (на безводій основі);xi - - мольна частка і-го компоненту природного газу в гідраті (також на безводій основі). Якщо сума менше одиниці, то за даних умов концентрацій гідратоутворюючих компонентів в газі недостатньо, щоб утворити гідрати. Кількість інгібітора q1 (в кг на 1000 м3 газу) для ліквідації гідратних відкладів в газопроводах визначається по формулах : Для інгібіторів, СНЗОН, W1 і W2 - вміст вологи у газі на початку і в кінці трубопроводу, кг/тис. м3. для діапозона температур вологовміст газу W (кг/тис. м3) при тиску Р(МПА) можна визначити по формулі: С1 і С2 - концентрація вводимого, в потік газу і відробленого інгібітора, масові %.З іншого боку, газові гідрати є обєктом супрамолекулярної (надмолекулярної) хімії - щодо нової, інтенсивно розвивається області знання - і з цієї причини становлять інтерес для фундаментальної науки. Навіть відносно невеликі зміни термобаричних умов залягання можуть призвести до розкладання природних газових гідратів, кількості яких величезні, і в результаті до неконтрольованих викидів, витокам газу в атмосферу, вибухів, пожеж, зявитися причиною механічної нестійкості інженерних споруд, а також баг
План
Зміст
Вступ
1. Газові гідрати у екосистемі Землі
2. Газові гідрати у природі
3. Визначення термодинамічних умов утворення газогідратів по спрощеним методикам
Висновок
Література
Вывод
Величезна маса природного газу знаходиться на Землі у вигляді газових I ідратов. Це привертає до них підвищену увагу як до невичерпного джерела вуглеводенів сировини і одному з основних джерел палива XXI століття.
З іншого боку, газові гідрати є обєктом супрамолекулярної (надмолекулярної) хімії - щодо нової, інтенсивно розвивається області знання - і з цієї причини становлять інтерес для фундаментальної науки.
Будучи надмолекулярних сполуками, тазові гідрати малостійкі, надзвичайно чутливі до змін термодинамічних умов, а в природі утворюються й існують поблизу кордону своєї стабільності. Навіть відносно невеликі зміни термобаричних умов залягання можуть призвести до розкладання природних газових гідратів, кількості яких величезні, і в результаті до неконтрольованих викидів, витокам газу в атмосферу, вибухів, пожеж, зявитися причиною механічної нестійкості інженерних споруд, а також багаторазово посилити парниковий ефект. У силу цих обставин газові гідрати є важливим компонентом приповерхневих геосфер, який може серйозним чином впливати на екологічну обстановку, більше того, на глобальні кліматичні зміни.
В даній роботі ми провели розрахунки умов утворення гідратів за допомогою різних методик, визначили що при заданих умовах гідрати не утворюються, надалі для зниження можливості утворення гідратів слід проводити періодичні заміри тиску і температури . Якщо в процесі експлуатації газопроводу утоворяться гідрати пропоную застосувати інгібітор Метанол, методика розрахунку дозволяє визначити кількість інгібітору яка потрібна для попередження гідратоутворення в шлейфі.
Список литературы
В. Г. Васильев, Ю. Ф. Макогон. Ф. А. Требин и др., В сб.: Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки. ЦНИИПИ. Москва. 1970,40. с. 4.
Ю. Ф. Макогон, Ф. А. Требин. А. А. Трофимук и др.. ДАН СССР, 196, 1 (1971)203
Ю. Ф. Макогон, А. А Трофимук, В. П Царев, Н В. Черский, Геология и хофнзика.,4 (1973) 3.
А .А. Трофимук. Н. В Черский, В П. Царев. ДАН СССР, 225. 4(1975)936.