Обоснование технологии транспортирования смеси сжиженных углеводородов газоконденсатных месторождений Крайнего Севера по низкотемпературным магистральным трубопроводам

• Автор: Миннегулова, Гульнур Сагдатовна
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Обзор способов транспортирования сжиженных углеводородов

1.2 Трубопроводный транспорт сжиженных газов

1.3 Анализ исследований фазовых состояний сжиженных углеводородов при низких температурах

1.4 Анализ методов теплогидравлического расчета низкотемпературных трубопроводов

1.5 Задачи исследований

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ СМЕСЕЙ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

2.1 Теоретические исследования фазовых состояний смесей сжиженных углеводородов

2.2 Экспериментальные исследования фазовых состояний смесей сжиженных углеводородов при низких температурах российских и зарубежных авторов
2.3 Экспериментальные исследования фазовых состояний
смесей природного газа и газового конденсата
на РУТ-установке У ГК-
2.3.1 Методика экспериментальных исследований фазовых состояний
2.3.2 Результаты экспериментальных исследований фазовых состояний
2.4 Анализ применимости программного комплекса ЯЕЕРКОР для расчета фазовых равновесий многокомпонентных углеводородных систем при низких температурах
2.5 Исследование фазовых состояний смесей сжиженных углеводородов Южно-
Тамбейского газоконденсатного месторождения
полуострова Ямал

ГЛАВА 3 ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ СМЕСИ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ С УЧЕТОМ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
3.1 Особенности теплогидравлического расчета низкотемпературных трубопроводов смесей сжиженных углеводородов
3.2 Теплогидравлический расчет низкотемпературных трубопроводов смеси сжиженных углеводородов
3.3 Анализ теплогидравлических процессов в низкотемпературном трубопроводе с помощью программного комплекса АИЗУБ/ЕЬиЕМТ
3.3.1 Компьютерное моделирование
3.3.2 Моделирование турбулентности
3.3.3 Анализ характера распределения температуры и давления (в программном
комплексе АК8У8/ЕЬиЕМТ)
ГЛАВА 4 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СМЕСИ СЖИЖЕННЫХ ГАЗОВ ПО НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМ ТРУБОПРОВОДАМ
4.1 Разработка технологии транспортирования смеси сжиженных газов с газоконденсатных месторождений Крайнего Севера по низкотемпературным трубопроводам
4.2 Описание предлагаемой методики
4.3 Технико-экономическое обоснование предлагаемого способа транспортирования смеси сжиженных углеводородов по низкотемпературным
трубопроводам
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований. Месторождения Крайнего Севера в ближайшие годы будут основным источником добычи углеводородов. На полуостровах Ямал и Гыдан открыты уникальные и крупные газоконденсатные месторождения: Бованенковское, Харасавейское, Крузенштернское,
Арктическое, Тамбейское, Малыгинское, Салмановское (Утреннее), Геофизическое и др. Основное внимание в работе уделено Южно-Тамбейскому месторождению, являющемуся главной ресурсной базой строящегося завода «Ямал-СПГ», производительностью 16,5 млн. тонн сжиженного природного газа (СПГ) в год.
Перспективным маршрутом транспортировки СПГ с территории РФ в страны Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР) является так называемый Северный морской путь (СМП). Планируется морская перевозка СПГ судами-газовозами ледового класса Агс7. В настоящее время основные проблемы разработки газоконденсатных месторождений Крайнего Севера связаны с трудностью транспортировки в связи с суровой ледовой обстановкой в зимний период, необходимостью строительства дорогостоящего атомного ледокольного флота и танкеров ледового класса, а также экологическими проблемами. Кроме того, пока не решен вопрос о транспорте газового конденсата и легкой нефти, которые содержатся в газоконденсатных месторождениях Крайнего Севера и будут добываться совместно с природным газом.
В связи с вышеизложенным, необходимо обосновать технологию совместного транспорта природного газа и газового конденсата газоконденсатных месторождений Крайнего Севера по низкотемпературным магистральным трубопроводам в однофазном жидком состоянии.
Исследованиями проблем трубопроводного транспорта сжиженных углеводородов в разное время занимались авторы: С.А. Абдурашитов,
P.A. Алиев, O.A. Беньяминович, Э.М. Блейхер, А.Е. Владимиров,

пропан по данным Сэджа, Леси, Скаафсма, а также Акерса, Бюрнса и Файрчилда; этан - гептан по данным Кея. Критические кривые бинарных смесей метан - углеводороды различного строения [15, 63, 139, 140].
Тройные и многокомпонентные системы
В работе [63] подробно рассмотрены диаграммы фазовых равновесий тройных систем: метан - пропан - пентан, метан - бутан - декан, изученные Седжем, Леси и соавторами [186]. Г.С. Степанова [15] исследовала парожидкостное равновесие трехкомпонентных смесей метана с углеводородами различного строения. Треугольная фазовая диаграмма смеси метан - этан - н-пентан (Биллман, Сэйдж и Леси [162]) при различных давлениях, фазовые диаграммы трехкомпонентных смесей при различных давлениях: метан - н-гексан - бензол при 40 °С (Степанова Г.С.).
В работе [140] приведен перечень изученных тройных углеводородных систем, а также рассмотрены фазовые состояния газоконденсатных систем.
Наиболее распространенный вид обобщенной фазовой диаграммы многокомпонентной углеводородной смеси (по С.Д. Пирсону) представлен на рисунке 2.6 [31]. На данной диаграмме показаны три области состояния углеводородной системы: жидкостное (нефтяная область), газообразное
(газоконденсатная и газовая область) и двухфазное (двухфазная область «газ + жидкость»), В работе [63] представлена диаграмма смеси природного газа с газолином, помещенной в камеру со смотровым окном при положительных температурах, полученная Катцем, Винком, Давидом.
Экспериментальные исследования фазовых состояний модельных и природных углеводородных систем приведены в работах [31, 76]. В работе [31] представлены фазовые диаграммы углеводородных систем: с содержанием Сі -
72,4, Сг - Сб - 15,0, С7+ - 12,6 % мол. (Аллен), с содержанием Сі - 53,91, Сі -14,20, Сз - 9,64, С4 - 5,54, С5+ - 15,82, N2 - 0,76, С02 - 0,13 % мол. (Вейнауг и Бредли (Weinayg and Bradley)). Лапшиным В.И. [76] выполнены эксперименты для углеводородных смесей различного состава Карачаганакского