气体水合物的生产方法技术

生产天然气水合物的工厂包括三个阶段（ｉ）、（ｉｉ）和（ｉｉｉ），阶段（ｉ）包括三个压力容器（Ａ１、Ａ２和Ａ３），阶段（ｉｉ）包括两个压沽θ萜鳎ǎ粒叮Ｔ谘沽θ萜髦形露群脱沽μ跫鞘乖谘沽θ萜髦行纬善逅衔铩Ｋ纬傻乃衔锞埽ǎ澹臁ⅲ澹３、ｅ４、ｅ５和ｅ６）从压力容器排到歧管（３４）。对于水合过程既是反应物又是冷却剂的冷却的水由冷却装置（２０）提供，而且经管（２２）、歧管（３２）和管（ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５和ｂ６）同时供应到每个压力容器的较低部分。来自供应站（２６）的天然气经过管（３０）、歧管（３２）和管（ｃ１、ｃ２和ｃ３）送入每个容器（Ａ１、Ａ２和Ａ３）较低部分的喷嘴，气体从容器喷嘴通过容器（Ａ１、Ａ２和Ａ３）的水柱向上鼓泡。未反应的气体由容器（Ａ１、Ａ２和Ａ３）被送往容器（Ａ４和Ａ５）中相类似的喷嘴，由容器（Ａ４和Ａ５）未反应的气体被送往容器（Ａ６），未反应的气体经过管（ｄ６）从容器（Ａ６）排出。气体的平均表观上升速度在所有三个阶段基本相同。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由形成水合物的气体生产气体水合物的方法。该形成水合物的气体可以基本上是单一的气体物质，或者该形成水合物的气体可以包含形成水合物的气体物质的混合物，例如天然气。气体水合物是一种象冰一样的主要包含水分子的晶体结构，而且在水合物形成过程中，气体分子插入到晶体结构内的分子水平的空腔中，当该气体在20℃和大气压下测定时，l单位体积的典型水合物可以含有超过100体积的气体。水合物只能通过范围有限的气体化合物形成，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳、硫化氢、四氢呋喃和含氯氟烃。大多数天然气田主要由上列前六种气体化合物组成。附图的附图说明图1表示典型的北海天然气组合物的计算的水合物平衡曲线。其中曲线代表形成天然气水合物的压力和温度条件。因此该特定天然气形成气体水合物的条件是其处在曲线上或曲线左侧的压力和温度值。图1涉及的天然气是以下气体物质的组合物或混合物，以mol％表示气体物质mol％氮气2.07 -难以形成水合物二氧化碳0.575-形成水合物甲烷91.89-形成水合物乙烷3.455-容易形成水合物丙烷0.900-容易形成水合物丁烷0.395-容易形成水合物戊烷0.177-非水合物形成物己烷0.0108 -非水合物形成物庚烷0.0105 -非水合物形成物辛烷0.0102 -非水合物形成物水 0.5065 -非水合物形成物在本领域的技术人员已知的适宜的压力和温度条件下，将形成水合物的气体与水混合导致形成气体水合物。根据本专利技术，由形成水合物的气体生产气体水合物的方法包括把气体送进水合物形成区，在此区中形成气体的水合物，而且还包括把在上述区内未形成水合物的残留气体从上述区内送入至少一个其它水合物形成区，在该区内形成上述气体的水合物。本专利技术将通过实例，参照附图进行进一步的描述，在附图中图2是在本专利技术方法中使用的压力容器的剖面图；图3是在图2中线III-III上的剖面图；图4是比图2比例更大的图2中压力容器中使用的气体分布喷嘴的透视图；图5用图表示使用多个类似于图2中的压力容器通过本专利技术的方法以形成气体水合物的工厂；图6用图表示能够替代图5中压力容器的排列组合的另一种这种压力容器的排列组合；和图7用图表示压力容器的另一种实施方案，该压力容器能够用在本专利技术的方法中，而且能够用作图5工厂中多个压力容器的替换物。在附图中，相同的参考数字或字母标记相同的或对应的部分，而且附图还通过省略其中某些流动方向控制阀，流体压力控制阀和泵得到简化，技术人员能够很容易地提供上述阀和泵以使工厂运行。参照图2～4，通常是圆柱形的压力容器或室A有多个沿容器内侧延伸的基本上是径向放置的而且与内壁之间留有空间的挡板2。水入口管b导入容器A的底部或较低部分。气体供应喷嘴4靠近压力容器A底部，该喷嘴由气体供应管C供料，气体供应管C把形成水合物的气体例如天然气供给喷嘴，气体由该喷嘴，从喷头8上的喷嘴孔6以小气泡流的形式通过喷嘴上部的水柱上升。该容器还包括优选是连续驱动的机械搅拌装置，以搅拌水柱和其中形成的水合物。该机械搅拌装置通过沿容器高度不同位置的多个转子10在图2和图3中举例说明，每个转子包括多个由马达14驱动的轴12带动旋转的桨叶。气体输出管d在容器A的顶部或邻近顶部，通过气体输出管d，还没有形成水合物的未反应或过剩的气体被排出。邻近容器A上端的出口管e用来基本上是连续地取出所生产的可以是淤桨形状的气体水合物。该水合物的上表面由16表示。压力容器A中的压力可以为约10巴～约200巴。由管b引入的水优选为冷却了的水，而且温度基本上为+5℃～-20℃，优选基本上为+2℃～-1℃。水和气体在高于容器A中压力的压力下分别被引入容器A。形成水合物是放热反应，因此水柱的温度有上升的趋势。例如在压力下通过管e离开的淤桨温度可能大约为6℃，比通过管b供应的水的温度约高5℃。但是被冷却的水基本连续供应，使容器A中的温度降至需要的值，而且免去了在容器A内部或围绕它的外侧提供冷却手段或装置的需要。通过出口管e被抽出后，淤桨可以被加工以从中除去过剩的水，留下较浓的气体水合物。那些过剩的水可以被再循环或返回到压力容器A中，例如将补偿水加入到所说的过剩的水中并将该混合物冷却，以使返回的水既可作为水合过程的冷却剂，又可作为其中的反应液体。如果需要，可以向水中加入一种或多种添加剂以降低为冷却和反应的目的与气体接触的水的凝固点。上述添加剂可以是一种或多种通过使用海水作为水合过程的原料水而加入的无机盐。溶解的无机盐没有结合到生产的水合物中，反应/冷却液体的再循环将导致这些化合物的积累而形成浓缩的盐水。浓度的大小可以通过从再循环体积中移去浓缩的盐水流来调节。替代的添加剂可以是其它在制冷的盐水中使用的无机盐，例如氯化钙或某些有机化合物例如醇类和二元醇类。我们注意到这些添加剂的使用对于水合物的制作赋予了以下优点(1)这些添加剂的存在使水的凝固点通常降低得比最大水合物形成温度降低得更多。这样增加了水合过程的温度操作范围，因此可以用来增加水合物生产速率或者减少所需要的冷却水流。(2)由于这些添加剂的存在而导致的气-液界面表面性能的变化能够增加水合物生产速率。(3)离开压力容器的液体的较低凝固点使这种液体和它所包含的水合物能够冷却到温度接近该水合物长期贮存或运输所希望的温度。对热传递行业内行的人们将会断定，冷却这种淤桨比冷却固体更方便而且花费较少。(4)某些添加剂将增加液体的密度。这将有助于所生产的水合物的后步的分离。在图5形成天然气水合物的工厂中，有多个串联的形成水合物的阶段，由阶段(i)、阶段(ii)和阶段(iii)在图5中举例说明。阶段(i)包括三个压力容器A1、A2和A3，阶段(ii)包括两个压力容器A4和A5，阶段(iii)包括一个压力容器A6。至少有两个串联的阶段，而且每个阶段可以包括一个或多个压力容器。容器A1～A6基本上与图2～4中的容器A类型相同。来自水冷却装置20的被冷却的水，通过管22和歧管24基本上连续地被供应到水入口管b1、b2、b3、b4、b5和b6，这些水入口管分别而且同时供应各自的压力容器。形成水合物的气体例如天然气，由供应站26被输送到处理站28。在此气体被预处理例如净化或过滤或冷却，然后在适当的压力下，通过管30送到歧管32，同时送到各自供应容器A1、A2和A3的三个气体供应管c1、c2和c3。淤桨形成的气体水合物从容器A1、A2和A3中抽出，基本连续地通过各自的出口管e1、e2或e3输送到歧管34。未反应的气体通过出口管d1、d2和d3离开第一阶段(i)的容器，d1、d2和d3把那些气体送到歧管36，由此气体被送到各自供应阶段(ii)的压力容器A3和A4的气体供应管c4和c5。来自阶段(ii)的气体水合物淤浆通过出口管e4和e5被输送到歧管34，而且未反应的气体通过出口管d4和d5从阶段(ii)被送到歧管38。来自阶段(ii)的未反应的气体通过入口管c6从歧管38送到压力容器A6。气体水合物淤桨通过出口管e6从容器A6被送到歧管34，而且未反应的气体通过出口管线d6从阶段(iii)被输送出。阶段(i)的容器的压力可以大于阶段(ii)的容器的压力，阶段(ii)的容器的压力又可大于阶段(iii)的容器的压力。例如，前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由形成水合物的气体生产气体水合物的方法，该方法包括把该气体通入水合物形成区，在其中形成该气体的水合物，和把在所述区内没有形成水合物的残留气体通入至少一个其它的水合物形成区，在其中形成所述气体的水合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：AR威廉姆斯，T史密斯，
申请(专利权)人：BG公开有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]