Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2418846C2 - Procedure for production of granules of gas hydrate - Google Patents

Procedure for production of granules of gas hydrate Download PDF

Info

Publication number
RU2418846C2
RU2418846C2 RU2008143005/04A RU2008143005A RU2418846C2 RU 2418846 C2 RU2418846 C2 RU 2418846C2 RU 2008143005/04 A RU2008143005/04 A RU 2008143005/04A RU 2008143005 A RU2008143005 A RU 2008143005A RU 2418846 C2 RU2418846 C2 RU 2418846C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas hydrate
granules
gas
hydrate
pressure
Prior art date
Application number
RU2008143005/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008143005A (en
Inventor
Юити КАТОХ (JP)
Юити КАТОХ
Кийоси ХОРИГУТИ (JP)
Кийоси ХОРИГУТИ
Тору ИВАСАКИ (JP)
Тору ИВАСАКИ
Сигеру НАГАМОРИ (JP)
Сигеру НАГАМОРИ
Original Assignee
Мицуи Инджиниринг энд Шипбилдинг Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мицуи Инджиниринг энд Шипбилдинг Ко., Лтд. filed Critical Мицуи Инджиниринг энд Шипбилдинг Ко., Лтд.
Priority to RU2008143005/04A priority Critical patent/RU2418846C2/en
Publication of RU2008143005A publication Critical patent/RU2008143005A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2418846C2 publication Critical patent/RU2418846C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: procedure for production of granules of gas hydrate consists in forming gas hydrate at reaction of raw gas and raw water under specified conditions of temperature and pressure, in produced gas hydrate de-hydrating by means of dehydrating device, further- in forming gas hydrate into granules with granulating device with function of dehydrating, and in cooling gas hydrate in form of granules.
EFFECT: suppression of gas hydrate decomposition during pressure drop process, production of granules with high concentration of gas hydrate, reduced decomposition of gas hydrate during storage, production of granules of gas hydrate avoiding their blockage in pressure decreasing device or in surrounding tubes.
9 dwg

Description

Предшествующий уровень техники изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Область изобретенияField of Invention

Настоящее изобретение относится к способу получения гранул газового гидрата, где газовый гидрат в начале получают реакцией сырого газа и сырой воды при заданных условиях температуры и давления и затем формируют газовый гидрат в гранулы посредством устройства для гранулирования.The present invention relates to a method for producing gas hydrate granules, wherein the gas hydrate is first produced by the reaction of raw gas and raw water under given temperature and pressure conditions, and then the gas hydrate is formed into granules by means of a granulation device.

Описание предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

В прошлом были сделаны предложения, в которых порошок газового гидрата в начале формируют в гранулы посредством устройства для гранулирования и затем этот гранулированный газовый гидрат хранят в резервуаре для хранения на суше или в трюме корабля (см., например, публикацию патентной заявки Kokai JP №2002-220353).In the past, proposals have been made in which gas hydrate powder is first formed into granules using a granulation device and then this granular gas hydrate is stored in a storage tank on land or in the hold of a ship (see, for example, Kokai JP Patent Application Publication No. 2002 -220353).

Тем временем также был разработан непрерывный процесс производства гранул газового гидрата, как показано на Фиг.8. В этом процессе сырой газ (g) при высоком давлении (например, 5,4 МПа) и сырую воду (w) при начальной температуре (например, 4°С) подают в первый генератор 1 для образования суспензии газового гидрата (концентрация газового гидрата 20 мас.%). Глинистый раствор газового гидрата затем физически дегидратируют, используя дегидратирующее устройство 2 (концентрация газового гидрата 70 мас.%). Затем дегидратированный газовый гидрат подают во второй генератор 3 и снова подвергают реакции с сырым газом (g) и гидратируют/дегидратируют (концентрация газового гидрата 90 мас.%). Дополнительно этот порошкообразный газовый гидрат (а) затем охлаждают до температуры замерзания (например, -20°С) посредством охлаждающего устройства 4 для самосохранения газового гидрата при атмосферном давлении. С целью хранения газового гидрата при атмосферном давлении затем сбрасывают давление газового гидрата от давления образования газового гидрата (5,4 МПа) до атмосферного давления (0,1 МПа) посредством устройства сброса давления 5. Далее газовый гидрат обрабатывают в гранулы (р) посредством устройства для гранулирования 6.Meanwhile, a continuous gas hydrate pellet production process has also been developed, as shown in FIG. In this process, raw gas (g) at high pressure (e.g., 5.4 MPa) and raw water (w) at an initial temperature (e.g., 4 ° C) are supplied to the first generator 1 to form a suspension of gas hydrate (concentration of gas hydrate 20 wt.%). The clay gas hydrate solution is then physically dehydrated using a dehydrating device 2 (gas hydrate concentration of 70 wt.%). Then, the dehydrated gas hydrate is supplied to the second generator 3 and again reacted with the raw gas (g) and hydrated / dehydrated (gas hydrate concentration 90 wt.%). Additionally, this powdered gas hydrate (a) is then cooled to freezing point (for example, −20 ° C.) by means of a cooling device 4 for self-preservation of the gas hydrate at atmospheric pressure. In order to store the gas hydrate at atmospheric pressure, the gas hydrate pressure is then released from the gas hydrate formation pressure (5.4 MPa) to atmospheric pressure (0.1 MPa) by means of a pressure relief device 5. Next, the gas hydrate is processed into granules (p) by means of a device for granulation 6.

Однако с целью хранения газового гидрата при атмосферном давлении газовый гидрат охлаждают до температуры замерзания (например, -20°С) посредством охлаждающего устройства 4, затем сбрасывают давление сухого порошка газового гидрата (а) от условий давления, поддерживаемых охлаждающим устройством (5,4 МПа), до атмосферного давления (0,1 МПа). Если порошкообразный газовый гидрат (а) формируют в гранулы (р) посредством устройства для гранулирования 6 после проведения вышеописанного, то имеется проблема в том, что концентрация газового гидрата уменьшается до 15 - 30 мас.%.However, in order to store the gas hydrate at atmospheric pressure, the gas hydrate is cooled to freezing point (for example, -20 ° C) by means of a cooling device 4, then the pressure of the dry gas hydrate powder (a) is released from the pressure conditions maintained by the cooling device (5.4 MPa ) to atmospheric pressure (0.1 MPa). If the powdered gas hydrate (a) is formed into granules (p) by means of a granulation device 6 after carrying out the above, then there is a problem in that the concentration of gas hydrate is reduced to 15-30 wt.%.

Другими словами, порошкообразный газовый гидрат (а) будучи охлаждаемым до температуры замерзания (например, -20°С) посредством охлаждающего устройства 4 существует в области образования Х; более конкретно - газовый гидрат (а) подвергают условиям, обозначенным А на Фиг.7 (5,4 МПа, -20°С (257 К)). Однако, если сбрасывают давление газового гидрата (а) до атмосферного давления, газовый гидрат (а) вводят в нестабильную область расщепления Y; более конкретно - газовый гидрат (а) становится подверженным условиям, обозначенным В на Фиг.7 (0,1 МПа, -20°С (257 К)). Обычно газовый гидрат в таком состоянии самосохраняется, и количество расщепления газа уменьшается. Однако газовое расщепление действительно проявляется в области расщепления до тех пор, пока имеется самосохранение, и затем количество расщепления увеличивают. В особенности, количество расщепления порошкообразного газового гидрата, имеющего малый размер гранул, значительно увеличивают из-за специфической площади поверхности такого газового гидрата.In other words, a powdered gas hydrate (a) being cooled to freezing point (for example, −20 ° C.) by means of a cooling device 4 exists in the region of formation X; more specifically, the gas hydrate (a) is subjected to the conditions indicated by A in FIG. 7 (5.4 MPa, −20 ° C. (257 K)). However, if the pressure of the gas hydrate (a) is released to atmospheric pressure, the gas hydrate (a) is introduced into the unstable splitting region Y; more specifically, the gas hydrate (a) becomes subject to the conditions indicated by B in FIG. 7 (0.1 MPa, -20 ° C (257 K)). Typically, the gas hydrate in this state is self-preserving, and the amount of gas breakdown is reduced. However, gas cleavage does indeed occur in the cleavage region as long as there is self-preservation, and then the amount of cleavage is increased. In particular, the amount of cleavage of a powdered gas hydrate having a small granule size is significantly increased due to the specific surface area of such a gas hydrate.

Дополнительно было обнаружено, что, если давление образования гранул в устройстве для гранулирования увеличивают, гранулы газового гидрата дробят, и расщепление газового гидрата увеличивается. Если давление образования затем сдерживают как результат, возникают трещины (е) в гранулах (р) между частицами газового гидрата (а), как показано на Фиг.9. Как результат, специфическая площадь поверхности связана с тем, что расщепление гранул становится больше и количество расщепления больше даже после гранулирования.Additionally, it was found that if the pressure of the formation of granules in the granulation device is increased, the granules of the gas hydrate are crushed, and the splitting of the gas hydrate increases. If the formation pressure is then restrained as a result, cracks (e) occur in the granules (p) between the gas hydrate particles (a), as shown in FIG. 9. As a result, the specific surface area is related to the fact that the splitting of the granules becomes larger and the amount of splitting is larger even after granulation.

С другой стороны, газовый гидрат, имеющий малый размер гранул, является сильным адгезивом и может привести к блокированию в устройстве снижения давления 5 или его окружающих трубах. Как результат возникает проблема, что гранулы больше не могут производиться непрерывно.On the other hand, gas hydrate having a small granule size is a strong adhesive and can lead to blocking in the pressure reducing device 5 or its surrounding pipes. As a result, a problem arises that granules can no longer be produced continuously.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение разработано с целью решения таких проблем, как обеспечить способ получения гранул газового гидрата, где расщепление газового гидрата подавляют в процессе сброса давления и образования гранул и таким образом концентрация газового гидрата является высокой, и дополнительно, при этом количество расщепления газового гидрата мало в процессе хранения.The present invention has been developed to solve such problems as providing a method for producing gas hydrate granules, where the gas hydrate decomposition is suppressed in the process of depressurizing and granule formation, and thus the gas hydrate concentration is high, and further, the amount of gas hydrate decomposition is small in the process storage.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение процесса производства гранул газового гидрата, который совершенно не вызывает блокирования в устройстве сброса давления или его окружающих трубах.Another objective of the present invention is to provide a process for the production of gas hydrate granules, which does not cause blockage in the pressure relief device or its surrounding pipes.

С целью решения проблем, описанных выше, настоящее изобретение скомпоновано, как указано далее. В способе производства гранул газового гидрата в соответствии с изобретением согласно пункту 1 вначале газовый гидрат получают реакцией сырого газа и сырой воды при заданных условиях температуры и давления. Затем газовый гидрат формируют в гранулы посредством устройства для гранулирования при условиях температуры и давления образования газового гидрата, где используемый газовый гидрат является вновь образовавшимся газовым гидратом или до сих пор влажным газовым гидратом, который был частично дегидратирован. Далее, сформированные гранулы охлаждают до температуры замерзания посредством охлаждающего устройства.In order to solve the problems described above, the present invention is configured as follows. In the method for producing gas hydrate granules in accordance with the invention according to paragraph 1, the gas hydrate is first obtained by the reaction of raw gas and raw water under given temperature and pressure conditions. The gas hydrate is then formed into granules by means of a granulation apparatus under conditions of temperature and pressure of forming a gas hydrate, where the gas hydrate used is a newly formed gas hydrate or still moist gas hydrate that has been partially dehydrated. Further, the formed granules are cooled to freezing temperature by means of a cooling device.

Способ производства гранул газового гидрата в соответствии с изобретением согласно пункту 2 включает следующее. В процессе получения гранул газового гидрата согласно пункту 1 после формирования газового гидрата газовый гидрат, имеющий концентрацию газового гидрата между 70 и 95 мас.%, формируют в гранулы.A method for producing gas hydrate granules in accordance with the invention according to paragraph 2 includes the following. In the process of producing gas hydrate granules according to paragraph 1, after the formation of gas hydrate, a gas hydrate having a gas hydrate concentration of between 70 and 95% by weight is formed into granules.

Способ получения гранул газового гидрата согласно изобретению в соответствии с пунктом 3 включает следующее. В способе производства гранул газового гидрата согласно пункту 1 частично дегидратированный газ, имеющий концентрацию газового гидрата между 30 и 70 мас.%, формируют в гранулы.A method for producing gas hydrate granules according to the invention in accordance with paragraph 3 includes the following. In the method for producing gas hydrate granules according to paragraph 1, a partially dehydrated gas having a gas hydrate concentration of between 30 and 70 wt.% Is formed into granules.

Способ производства гранул газового гидрата согласно изобретению в соответствии с пунктом 4 включает следующее. Вначале газовый гидрат получают реакцией сырого газа и сырой воды при заданных условиях температуры и давления. Затем газовый гидрат формируют в гранулы посредством устройства для гранулирования, где после формирования газового гидрата газовый гидрат охлаждают до температуры замерзания и затем формируют в гранулы посредством устройства для гранулирования при условиях температуры и давления образования газового гидрата.A method for producing gas hydrate granules according to the invention in accordance with paragraph 4 includes the following. Initially, a gas hydrate is obtained by the reaction of raw gas and raw water under given temperature and pressure conditions. Then, the gas hydrate is formed into granules by means of a granulation device, where after the formation of gas hydrate, the gas hydrate is cooled to freezing point and then formed into granules by the granulation device under conditions of temperature and pressure of formation of gas hydrate.

Как описано выше, изобретение согласно пункту 1 формирует газовый гидрат в гранулы посредством устройства для гранулирования при условиях температуры и давления образования газового гидрата, при этом используемый газовый гидрат является вновь образовавшимся газовым гидратом или все еще влажным газовым гидратом, который был частично дегидратирован. При этом гранулы газового гидрата, которые формируют, являются плотно уложенными и твердыми, в то же время также являются полупрозрачными из-за включения воды в небольшие щели между гранулами газового гидрата.As described above, the invention according to paragraph 1 forms a gas hydrate into granules by means of a granulating device under conditions of temperature and pressure of forming a gas hydrate, wherein the gas hydrate used is a newly formed gas hydrate or still moist gas hydrate that has been partially dehydrated. In this case, the gas hydrate granules that form are tightly packed and solid, at the same time they are also translucent due to the inclusion of water in small gaps between the gas hydrate granules.

Кроме того, эти гранулы являются частично твердыми с меньшей специфической площадью поверхности, связанной с расщеплением сравнимой с гранулами предыдущего уровня техники, имеющими щели между гранулами газового гидрата. По этой причине почти не проявляются любые расщепления, когда используют устройство, снижающее давление для снижения давления от области стабильного образования (например, 5,4 МПа) до неустойчивого атмосферного давления. Кроме того, после того как внешнюю поверхность гранул подвергают воздействию воздуха, количество расщепления газа в процессе хранения становится меньше по сравнению с пористыми гранулами газового гидрата предшествующего уровня техники. Таким образом, высокую концентрацию газового гидрата в процессе образования газового гидрата поддерживают почти на том же уровне.In addition, these granules are partially hard with a smaller specific surface area associated with a splitting comparable to the granules of the prior art having gaps between the granules of the gas hydrate. For this reason, any splitting is almost not manifested when a pressure reducing device is used to reduce the pressure from the region of stable formation (for example, 5.4 MPa) to unstable atmospheric pressure. In addition, after the outer surface of the granules is exposed to air, the amount of gas cleavage during storage becomes smaller compared to the prior art gas porous granules. Thus, a high concentration of gas hydrate during the formation of gas hydrate is maintained at almost the same level.

Кроме того, после того как гранулы по настоящему изобретению охлаждают до температуры ниже нуля (замерзания) (например, -20°С) посредством охлаждающего устройства, вода, находящаяся между гранулами газового гидрата, замерзает, в связи с этим упрочнение гранул и осуществление расщепления даже более сложно. Дополнительно, после того как гранулы плотно сжимают с физическими размерами, которые являются большими, чем те, что в порошке, гранулы не прилипают к устройству сброса давления или другому оборудованию.In addition, after the granules of the present invention are cooled to a temperature below zero (freezing) (for example, -20 ° C) by means of a cooling device, the water between the granules of the gas hydrate freezes, and therefore the granules are hardened and split more difficult. Additionally, after the granules are tightly compressed with physical dimensions that are larger than those in the powder, the granules do not adhere to a pressure relief device or other equipment.

В изобретении согласно пункту 2 вновь сформированный газовый гидрат, имеющий концентрацию газового гидрата между 70 и 95 мас.%, формируют в гранулы. При этом гранулы газового гидрата формируют так, чтобы они были плотно сжатыми и твердыми, в то же время являясь полупрозрачными из-за наличия воды в небольших щелях между гранулами газового гидрата. Кроме того, как описано выше, эти гранулы являются частично твердыми с меньшей специфической площадью поверхности, связанной с расщеплением по сравнению с гранулами предшествующего уровня техники, имеющими щели между гранулами газового гидрата. По этой причине практически не проявляются любые расщепления, даже когда используют устройство для сброса давления для снижения давления от области стабильного образования (например, 5,4 МПа) до неустойчивого атмосферного давления (0,1 МПа).In the invention according to paragraph 2, a newly formed gas hydrate having a gas hydrate concentration between 70 and 95% by weight is formed into granules. In this case, the granules of the gas hydrate are formed so that they are tightly compressed and solid, while being translucent due to the presence of water in small gaps between the granules of the gas hydrate. In addition, as described above, these granules are partially solid with a smaller specific surface area associated with splitting compared to granules of the prior art having gaps between the granules of the gas hydrate. For this reason, any splitting practically does not occur, even when a pressure relief device is used to reduce the pressure from the region of stable formation (for example, 5.4 MPa) to unstable atmospheric pressure (0.1 MPa).

В изобретении согласно пункту 3 частично дегидратированный газовый гидрат, имеющий концентрацию газового гидрата между 30 и 70 мас.%, формируют в гранулы. При этом гранулы газового гидрата формируют так, чтобы они были плотно сжатыми и твердыми, в то же время являясь полупрозрачными из-за наличия воды в небольших щелях между гранулами газового гидрата. Кроме того, после того как щели между гранулами газового гидрата заполняют водой, эти гранулы имеют меньшую специфическую площадь поверхности, связанную с расщеплением, по сравнению с гранулами предшествующего уровня техники, имеющими щели между гранулами газового гидрата. По этой причине почти не проявляются любые расщепления, даже когда используют устройство для сброса давления для снижения давления от области стабильного образования (например, 5,4 МПа) до неустойчивого атмосферного давления (0,1 МПа).In the invention according to claim 3, a partially dehydrated gas hydrate having a gas hydrate concentration of between 30 and 70% by weight is formed into granules. In this case, the granules of the gas hydrate are formed so that they are tightly compressed and solid, while being translucent due to the presence of water in small gaps between the granules of the gas hydrate. In addition, after the gaps between the gas hydrate granules are filled with water, these granules have a smaller specific surface area associated with splitting compared to prior art granules having gaps between the gas hydrate granules. For this reason, any splitting almost does not occur, even when a pressure relief device is used to reduce the pressure from the region of stable formation (for example, 5.4 MPa) to unstable atmospheric pressure (0.1 MPa).

В изобретении согласно пункту 4 вновь образовавшийся газовый гидрат охлаждают до температуры замерзания и затем газовый гидрат формируют в гранулы посредством устройства для гранулирования при условиях температуры и давления образования газового гидрата. При этом подавляют снижение степени содержания газа в гранулах.In the invention according to paragraph 4, the newly formed gas hydrate is cooled to freezing point and then the gas hydrate is formed into granules by means of a granulation device under conditions of temperature and pressure of formation of gas hydrate. At the same time, the decrease in the degree of gas content in the granules is suppressed.

Краткое описание фигурBrief Description of the Figures

Фиг.1 - блок-схема первого процесса осуществления способа получения гранул газового гидрата в соответствии с настоящим изобретением.1 is a flowchart of a first process for implementing a method for producing gas hydrate granules in accordance with the present invention.

Фиг.2 - упрощенная схема, показывающая конфигурацию устройства для гранулирования.Figure 2 is a simplified diagram showing the configuration of a granulating device.

Фиг.3 - вид сбоку способа получения гранул согласно настоящему изобретению.Figure 3 is a side view of a method for producing granules according to the present invention.

Фиг.4 - блок-схема второго процесса осуществления способа получения гранул газового гидрата в соответствии с настоящим изобретением.4 is a flowchart of a second process for implementing a method of producing gas hydrate granules in accordance with the present invention.

Фиг.5 - блок-схема третьего процесса осуществления способа получения гранул газового гидрата в соответствии с настоящим изобретением.5 is a flowchart of a third process for implementing a method of producing gas hydrate pellets in accordance with the present invention.

Фиг.6 - диаграмма, иллюстрирующая связь между концентрацией газового гидрата (%) и изменением в концентрации газового гидрата на каждой стадии (время (ч)).6 is a diagram illustrating the relationship between the concentration of gas hydrate (%) and the change in the concentration of gas hydrate at each stage (time (h)).

Фиг.7 показывает кривую равновесия для гидрата метана.7 shows an equilibrium curve for methane hydrate.

Фиг.8 - упрощенная схема, показывающая конфигурацию способа получения газового гидрата предшествующего уровня техники.Fig. 8 is a simplified diagram showing a configuration of a prior art gas hydrate production method.

Фиг.9 - вид сбоку способа получения гранул согласно предшествующему уровню техники.Fig.9 is a side view of a method for producing granules according to the prior art.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В дальнейшем в этом документе настоящее изобретение будет описано со ссылкой на сопровождающие фигуры.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying figures.

(1) Первый вариант(1) The first option

Фиг.1 показывает первый генератор 1, дегидратирующее устройство 2, второй генератор 3, охлаждающее устройство 4, устройство для сброса давления 5 и устройство для гранулирования 6. Сырой газ (природный газ) (g) при высоком давлении (например, 5,4 МПа) подают в первый генератор с сырой водой (w) при начальной температуре (например, 4°С). Сырой газ (g) и сырую воду (w) затем подвергают реакции, используя произвольный способ, такой как способ смешения или пузырьковый способ, таким образом образуя суспензию (глинистый раствор) газового гидрата (примерная концентрация газового гидрата 20 - 30 мас.%). В процессе образования суспензии реакционное тепло отводят посредством охлаждающего устройства, не показанного на фигурах.1 shows a first generator 1, a dehydrating device 2, a second generator 3, a cooling device 4, a pressure relief device 5 and a granulation device 6. Raw gas (natural gas) (g) at high pressure (e.g., 5.4 MPa ) served in the first generator with raw water (w) at an initial temperature (for example, 4 ° C). The raw gas (g) and raw water (w) are then reacted using an arbitrary method, such as a mixing method or a bubble method, thereby forming a suspension (clay solution) of a gas hydrate (approximate concentration of a gas hydrate of 20-30 wt.%). During the formation of the suspension, the reaction heat is removed by means of a cooling device, not shown in the figures.

Если образование газового гидрата здесь проводят при приблизительно точке замерзания (273 К), то затем обычно давление образования принимает значения между 3,5 МПа (273 К) и 8 МПа (284 К). Если температурные условия получения газовых гранул при высоком давлении попадают внутрь интервала -20°С-0°С, то тогда давление образования принимает значения между 253 К (2 МПа) и 284 К (8 МПа).If the formation of gas hydrate is carried out at approximately freezing point (273 K), then usually the pressure of formation takes values between 3.5 MPa (273 K) and 8 MPa (284 K). If the temperature conditions for producing gas granules at high pressure fall within the range of -20 ° С-0 ° С, then the formation pressure takes values between 253 K (2 MPa) and 284 K (8 MPa).

Глинистый раствор газового гидрата, полученный посредством первого генератора 1, затем физически дегидратируют посредством дегидратирующего устройства 2. После физического дегидратирования посредством дегидратирующего устройства 2 газовый гидрат, имеющий концентрацию газового гидрата между 40 и 50 мас.%, подают во второй генератор 3. Во втором генераторе 3 сырой газ (g) из первого генератора 1 подают и гидратируют непрореагировавшей сырой водой (w), таким образом повышая концентрацию газового гидрата до приблизительно 90 мас.%. Аналогично в первом генераторе 1 реакционное тепло отводят от второго генератора 3 посредством охлаждающего устройства, не показанного на фигурах.The clay gas hydrate solution obtained by the first generator 1 is then physically dehydrated by a dehydration device 2. After physical dehydration by a dehydration device 2, a gas hydrate having a gas hydrate concentration of between 40 and 50% by weight is fed to a second generator 3. In a second generator 3, the raw gas (g) from the first generator 1 is fed and hydrated with unreacted raw water (w), thereby increasing the concentration of the gas hydrate to about 90 wt.%. Similarly, in the first generator 1, reaction heat is removed from the second generator 3 by means of a cooling device, not shown in the figures.

После гидратирования и дегидратирования во втором генераторе 3 газовый гидрат затем формируют в гранулы произвольной формы (такая, как сферическая, двояковыпуклая или форма брикетов) и размера (например, приблизительно 5-30 мм) посредством устройства для гранулирования 6. После того как газовый гидрат, который был дегидратирован во втором генераторе 3, до сих пор содержащий немного влаги, формируют в гранулы газового гидрата посредством устройства для гранулирования 6, получая гранулы (p), имеющие плотно уплотненную форму, как показано на Фиг.3 (в случае фигурной, сферической, двояковыпуклой или брикетной формы), гранулы также являются полупрозрачными из-за включений воды (w) в небольшие щели между соседними гранулами газового гидрата (a).After hydration and dehydration in the second generator 3, the gas hydrate is then formed into granules of arbitrary shape (such as spherical, biconvex or briquettes) and size (for example, approximately 5-30 mm) by means of a granulation device 6. After gas hydration, which was dehydrated in the second generator 3, still containing a little moisture, is formed into granules of the gas hydrate by means of a granulating device 6, to obtain granules (p) having a densely packed shape, as shown in FIG. 3 (in the case of a figured, spherical, biconvex or briquette shape), the granules are also translucent due to the inclusion of water (w) in small gaps between adjacent gas hydrate granules (a).

В этом документе концентрация газового гидрата в процессе формирования гранул находится предпочтительно в диапазоне 70 - 95 мас.%. Если концентрация газового гидрата после образования превышает 95 мас.%, то влажность в газовом гидрате является низкой и таким образом становится сложным получить гранулы без щелей. В противоположность этому, если концентрация газового гидрата составляет меньше чем 70 мас.%, то количество содержащегося газа уменьшается из-за большого количества влаги.In this document, the concentration of gas hydrate during the formation of the granules is preferably in the range of 70 to 95 wt.%. If the concentration of gas hydrate after formation exceeds 95 wt.%, The humidity in the gas hydrate is low and thus it becomes difficult to obtain granules without gaps. In contrast, if the concentration of gas hydrate is less than 70 wt.%, The amount of gas contained is reduced due to the large amount of moisture.

Далее, гранулы газового гидрата охлаждают до температуры ниже нуля (например, -20°С) посредством охлаждающего устройства 4, таким образом приводя к замерзанию воды (w) в щелях между гранулами газового гидрата (a), таким образом затрудняя получение гранул. Далее гранулы подвергают снижению давления от давления образования газового гидрата (5,4 МПа) до атмосферного давления (0,1 МПа) посредством устройства для сброса давления 5 и затем хранят в резервуаре для хранения (не показан на фигурах).Further, the gas hydrate granules are cooled to a temperature below zero (for example, −20 ° C.) by means of the cooling device 4, thereby causing freezing of water (w) in the gaps between the gas hydrate granules (a), thereby making it difficult to obtain granules. Next, the granules are subjected to pressure reduction from the pressure of forming a gas hydrate (5.4 MPa) to atmospheric pressure (0.1 MPa) by means of a pressure relief device 5 and then stored in a storage tank (not shown in the figures).

Может использоваться произвольное устройство для гранулирования в качестве устройства для гранулирования 6. Однако, так как устройство для образования гранул используют под условиями высокого давления (например, 5,4 МПа), то является предпочтительным использовать вальцовый брикетирующий гранулятор, как показанный на Фиг.2, где газовый гидрат (а) захватывают и сжимают формирующими гранулы формами (углублениями), выполненными на поверхности пары вращающихся валов 61, формируя гранулы (р) таким образом. Фиг.2 показывает вальцовый брикетирующий гранулятор, имеющий пару вращающихся валов 61, корпус 62, входной карман 63, двигатель 64, который заставляет вращаться шнек 65 внутри входного кармана 63, и устройство выброса 66.An optional granulating device may be used as granulating device 6. However, since the granulating device is used under high pressure conditions (for example, 5.4 MPa), it is preferable to use a roller briquetting granulator as shown in FIG. 2, where the gas hydrate (a) is captured and compressed by forming granules forms (recesses) made on the surface of a pair of rotating shafts 61, forming granules (p) in this way. Figure 2 shows a roller briquetting granulator having a pair of rotating shafts 61, a housing 62, an input pocket 63, an engine 64, which causes the screw 65 to rotate inside the input pocket 63, and an ejection device 66.

(2) Второй вариант(2) The second option

Фиг.4 показывает первый генератор 1, дегидратирующее устройство 2, второй генератор 3, охлаждающее устройство 4, устройство для сброса давления 5 и устройство для гранулирования 6. Сырой газ (природный газ) (g) при высоком давлении (например, 5,4 МПа) подают в первый генератор 1 с сырой водой (w) при начальной температуре (например, 4°С). Сырой газ (g) и сырую воду (w) затем подвергают реакции, используя произвольный способ, такой как способ перемешивания или пузырьковый способ, таким образом формируя суспензию газового гидрата. В процессе образования суспензии реакционное тепло отводят посредством охлаждающего устройства, не показанного на фигурах.4 shows a first generator 1, a dehydrating device 2, a second generator 3, a cooling device 4, a pressure relief device 5 and a granulation device 6. Raw gas (natural gas) (g) at high pressure (e.g., 5.4 MPa ) served in the first generator 1 with raw water (w) at an initial temperature (for example, 4 ° C). The raw gas (g) and raw water (w) are then reacted using an arbitrary method, such as a mixing method or a bubble method, thereby forming a suspension of gas hydrate. During the formation of the suspension, the reaction heat is removed by means of a cooling device, not shown in the figures.

Суспензию газового гидрата, полученную первым генератором 1, затем физически дегидратируют посредством дегидратирующего устройства 2. На этой стадии газовый гидрат имеет почти непорошкообразное состояние, имея концентрацию газового гидрата между 40 и 50 мас.%. Однако использованием устройства для гранулирования 6, имеющего функции дегидратации, газовый гидрат формируют в гранулы в процессе извлечения излишка воды (w), таким образом производя гранулы, имеющие концентрацию газового гидрата между 70 и 80 мас.%. Воду, полученную в результате дегидратиции, возвращают в сырую воду (w).The gas hydrate suspension obtained by the first generator 1 is then physically dehydrated by means of a dehydrating device 2. At this stage, the gas hydrate has an almost non-powder state, having a gas hydrate concentration between 40 and 50 wt.%. However, using a granulation device 6 having dehydration functions, a gas hydrate is formed into granules during the extraction of excess water (w), thereby producing granules having a gas hydrate concentration between 70 and 80% by weight. The water obtained by dehydration is returned to raw water (w).

Гранулы, сформированные устройством для гранулирования 6, затем подают во второй генератор 3. Во втором генераторе 3 подачей в сырой газ (g) из первого генератора 1 и реагированием (а именно гидратированием) снова с непрореагировавшей сырой водой (w) концентрация гранул газового гидрата становится приблизительно 90 мас.%. Аналогично первому генератору 1 реакционное тепло отводят из второго генератора 3 посредством охлаждающего устройства, не показанного на фигурах.The granules formed by the granulating device 6 are then fed to the second generator 3. In the second generator 3, feeding into the raw gas (g) from the first generator 1 and reacting (namely hydration) again with unreacted raw water (w) the concentration of gas hydrate granules becomes approximately 90 wt.%. Similarly, the first generator 1, the reaction heat is removed from the second generator 3 by means of a cooling device, not shown in the figures.

После гидратирования и дегидратирования во втором генераторе 3 гранулы газового гидрата подают в охлаждающее устройство 4 и охлаждают до температуры ниже нуля (например, -20°С). При этом вода (w) замерзает в щелях между гранулами газового гидрата (a), приводя к более жестким гранулам. Далее гранулы подвергают снижению давления от давления образования газового гидрата (5,4 МПа) до атмосферного давления (0,1 МПа) посредством устройства для сброса давления 5 и затем хранят в резервуаре для хранения (не показан на фигурах).After hydration and dehydration in the second generator 3, the gas hydrate granules are supplied to the cooling device 4 and cooled to a temperature below zero (for example, -20 ° C). In this case, water (w) freezes in the gaps between the granules of the gas hydrate (a), leading to more rigid granules. Next, the granules are subjected to pressure reduction from the pressure of forming a gas hydrate (5.4 MPa) to atmospheric pressure (0.1 MPa) by means of a pressure relief device 5 and then stored in a storage tank (not shown in the figures).

При этом концентрация газового гидрата частично дегидратированного газового гидрата (например, газового гидрата, дегидратированного дегидратирующим устройством 2) находится предпочтительно в диапазоне 30 - 70 мас.%.In this case, the concentration of the gas hydrate of the partially dehydrated gas hydrate (for example, the gas hydrate dehydrated by the dehydrating device 2) is preferably in the range of 30-70 wt.%.

(3) Третий вариант(3) The third option

Фиг.5 показывает первый генератор 1, дегидратирующее устройство 2 и второй генератор 3, охлаждающее устройство 4, устройство для снижения давления 5 и устройство для гранулирования 6. Сырой газ (природный газ) (g) при высоком давлении (например, 5,4 МПа) подают в первый генератор с сырой водой (w) при начальной температуре (например, 4°С). Сырой газ (g) и сырую воду (w) затем подвергают реакции, используя произвольный способ, такой как способ смешения или пузырьковый способ, таким образом образуя суспензию газового гидрата. В процессе образования суспензии реакционное тепло отводят посредством охлаждающего устройства, не показанного на фигурах.5 shows a first generator 1, a dehydrating device 2 and a second generator 3, a cooling device 4, a pressure reducing device 5 and a granulating device 6. Raw gas (natural gas) (g) at high pressure (e.g., 5.4 MPa ) served in the first generator with raw water (w) at an initial temperature (for example, 4 ° C). The raw gas (g) and raw water (w) are then reacted using an arbitrary method, such as a mixing method or a bubble method, thereby forming a suspension of gas hydrate. During the formation of the suspension, the reaction heat is removed by means of a cooling device, not shown in the figures.

Суспензию газового гидрата, полученную посредством первого генератора 1, затем физически дегидратируют посредством дегидратирующего устройства 2. На этой стадии газовый гидрат находится в почти порошкообразном состоянии, имеющем концентрацию газового гидрата между 40 и 50 мас.%. Газовый гидрат затем подают во второй генератор 3. Во втором генераторе 3 сырой газ (g) из первого генератора 1 подают и гидратируют непрореагировавшей сырой водой (w), таким образом повышая концентрацию газового гидрата до приблизительно 90 мас.%. Аналогично в первом генераторе 1 реакционное тепло отводят от второго генератора 3 посредством охлаждающего устройства, не показанного на фигурах.The gas hydrate suspension obtained by the first generator 1 is then physically dehydrated by the dehydrating device 2. At this stage, the gas hydrate is in an almost powder state having a gas hydrate concentration between 40 and 50 wt.%. The gas hydrate is then fed to the second generator 3. In the second generator 3, the raw gas (g) from the first generator 1 is fed and hydrated with unreacted raw water (w), thereby increasing the concentration of the gas hydrate to about 90 wt.%. Similarly, in the first generator 1, reaction heat is removed from the second generator 3 by means of a cooling device, not shown in the figures.

После гидратирования и дегидратирования во втором генераторе 3 гранулы газового гидрата охлаждают до температуры ниже нуля (например, -20°С) посредством охлаждающей машины 4. Являющийся охлажденным до температуры ниже нуля (например, -20 °С) посредством охлаждающего устройства 4 газовый гидрат затем формируют в гранулы произвольной формы (такая как сферическая, двояковыпуклая или форма брикетов) и размера (например, приблизительно 5-30 мм) посредством устройства для гранулирования 6.After hydration and dehydration in the second generator 3, the gas hydrate granules are cooled to a temperature below zero (for example, -20 ° C) by means of a cooling machine 4. Being cooled to a temperature below zero (for example, -20 ° C) by means of a cooling device 4, the gas hydrate is then form into granules of arbitrary shape (such as spherical, biconvex or briquette shape) and size (for example, approximately 5-30 mm) by means of a granulation device 6.

Далее гранулы подвергают снижению давления от давления образования газового гидрата (5,4 МПа) до атмосферного давления (0,1 МПа) посредством устройства для сброса давления 5 и затем хранят в резервуаре для хранения (не показан на фигурах).Next, the granules are subjected to pressure reduction from the pressure of forming a gas hydrate (5.4 MPa) to atmospheric pressure (0.1 MPa) by means of a pressure relief device 5 and then stored in a storage tank (not shown in the figures).

Как описано выше, газовый гидрат охлаждают до температуры ниже нуля и далее гранулируют посредством устройства для гранулирования 6 перед сбрасыванием до атмосферного давления. При этом могут быть получены более жесткие гранулы, таким образом сдерживают уменьшение в соотношении содержания газа в гранулах газового гидрата.As described above, the gas hydrate is cooled to a temperature below zero and then granulated by means of a granulation device 6 before being released to atmospheric pressure. In this case, more rigid granules can be obtained, thus restraining the reduction in the ratio of the gas content in the granules of the gas hydrate.

В настоящем осуществлении в качестве устройства для гранулирования 6 может использоваться произвольное устройство для гранулирования. Однако, так как устройство для образования гранул используют под условиями высокого давления (например, 5,4 МПа), то является предпочтительным использовать вальцовый брикетирующий гранулятор, как показанный на Фиг.2, где газовый гидрат (а) захватывают и сжимают формирующими гранулы формами (углублениями), выполненными на поверхности пары вращающихся валов 61, формируя гранулы (р) таким образом.In the present embodiment, as a granulation device 6, an arbitrary granulation device can be used. However, since the granule forming apparatus is used under high pressure conditions (e.g., 5.4 MPa), it is preferable to use a roller briquetting granulator, as shown in Fig. 2, where the gas hydrate (a) is captured and compressed by the forming granules in the molds ( recesses) made on the surface of a pair of rotating shafts 61, forming granules (p) in this way.

Фиг.6 является диаграммой, иллюстрирующей связь между концентрацией газового гидрата (%) и изменением в концентрации газового гидрата на каждой стадии (время (ч)). Как показано на Фиг.6, концентрация вновь образовавшегося газового гидрата равна (точка Е) 93%. В настоящем изобретении концентрация газового гидрата после снижения давления (точка F) равна 89 мас.% и концентрация газового гидрата после хранения (точка G) равна 87 мас.%.6 is a diagram illustrating the relationship between the concentration of gas hydrate (%) and the change in the concentration of gas hydrate at each stage (time (h)). As shown in FIG. 6, the concentration of the newly formed gas hydrate is (point E) 93%. In the present invention, the concentration of gas hydrate after pressure reduction (point F) is 89 wt.% And the concentration of gas hydrate after storage (point G) is 87 wt.%.

В противоположность предшествующему уровню техники концентрация газового гидрата после снижения давления (точка H) равна 76 мас.%, концентрация газового гидрата после формирования (точка I) равна 63 мас.%, и концентрация газового гидрата после хранения (точка J) равна 52 мас.%. Таким образом можно увидеть, что концентрации газовых гидратов в настоящем изобретении составляют значительно больше, чем те же в предшествующем уровне техники.In contrast to the prior art, the concentration of gas hydrate after pressure reduction (point H) is 76 wt.%, The concentration of gas hydrate after formation (point I) is 63 wt.%, And the concentration of gas hydrate after storage (point J) is 52 wt. % Thus, it can be seen that the concentrations of gas hydrates in the present invention are significantly greater than those in the prior art.

Claims (3)

1. Способ получения гранул газового гидрата, содержащий стадии, на которых
образуют газовый гидрат реакцией сырого природного газа и сырой воды при заданных условиях температуры и давления;
формируют газовый гидрат в гранулы посредством устройства для гранулирования; и
после стадии формирования охлаждают газовый гидрат в виде гранул до температуры ниже нуля посредством охлаждающего устройства;
при этом после образования газового гидрата вновь образовавшийся газовый гидрат, имеющий концентрацию газового гидрата между 70 мас.% и 95 мас.%, формируют в гранулы.
1. The method of obtaining granules of gas hydrate, containing stages in which
form a gas hydrate by the reaction of crude natural gas and raw water under specified temperature and pressure conditions;
forming gas hydrate into granules by means of a granulation device; and
after the formation step, the gas hydrate in the form of granules is cooled to a temperature below zero by means of a cooling device;
in this case, after the formation of the gas hydrate, the newly formed gas hydrate having a gas hydrate concentration between 70 wt.% and 95 wt.%, is formed into granules.
2. Способ получения гранул газового гидрата, содержащий стадии, на которых
образуют газовый гидрат реакцией сырого природного газа и сырой воды при заданных условиях температуры и давления; формируют газовый гидрат в гранулы посредством устройства для гранулирования; после стадии формирования охлаждают газовый гидрат в виде гранул до температуры ниже нуля посредством охлаждающего устройства; при этом после образования газового гидрата вновь образовавшийся газовый гидрат или все еще влажный газовый гидрат, который был частично дегидратирован, формируют в гранулы, имеющие концентрацию газового гидрата между 70 мас.% и 93 мас.%, при извлечении излишка воды с помощью устройства для гранулирования, имеющего функции дегидратации.
2. A method of producing granules of gas hydrate, containing stages in which
form a gas hydrate by the reaction of crude natural gas and raw water under specified temperature and pressure conditions; forming gas hydrate into granules by means of a granulation device; after the formation step, the gas hydrate in the form of granules is cooled to a temperature below zero by means of a cooling device; in this case, after the formation of the gas hydrate, the newly formed gas hydrate or still moist gas hydrate, which has been partially dehydrated, is formed into granules having a gas hydrate concentration of between 70 wt.% and 93 wt.%, when the excess water is recovered using a granulating device having dehydration function.
3. Способ получения гранул газового гидрата, содержащий стадии, на которых
образуют газовый гидрат реакцией сырого природного газа и сырой воды при заданных условиях температуры и давления;
дегидратируют образовавшийся газовый гидрат посредством дегидратирующего устройства;
формируют газовый гидрат в гранулы посредством устройства для гранулирования, имеющего функции дегидратации; и
после стадии формирования, охлаждают газовый гидрат в виде гранул до температуры ниже нуля посредством охлаждающего устройства;
при этом при дегидратировании вновь образовавшийся газовый гидрат, имеющий концентрацию газового гидрата между 30 мас.% и 70 мас.%, формируют в гранулы.
3. A method of producing granules of gas hydrate, containing stages in which
form a gas hydrate by the reaction of crude natural gas and raw water under specified temperature and pressure conditions;
dehydrate the resulting gas hydrate by means of a dehydrating device;
forming gas hydrate into granules by means of a granulation device having dehydration functions; and
after the formation step, the gas hydrate in the form of granules is cooled to a temperature below zero by means of a cooling device;
however, during dehydration, a newly formed gas hydrate having a gas hydrate concentration of between 30 wt.% and 70 wt.% is formed into granules.
RU2008143005/04A 2006-03-30 2006-03-30 Procedure for production of granules of gas hydrate RU2418846C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143005/04A RU2418846C2 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Procedure for production of granules of gas hydrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143005/04A RU2418846C2 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Procedure for production of granules of gas hydrate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008143005A RU2008143005A (en) 2010-05-10
RU2418846C2 true RU2418846C2 (en) 2011-05-20

Family

ID=42673430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008143005/04A RU2418846C2 (en) 2006-03-30 2006-03-30 Procedure for production of granules of gas hydrate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2418846C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643370C1 (en) * 2017-06-16 2018-02-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Plant for production of methane hydrate

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2012234629B2 (en) * 2011-03-30 2017-03-23 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method of molding gas hydrate pellet

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2643370C1 (en) * 2017-06-16 2018-02-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) Plant for production of methane hydrate

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008143005A (en) 2010-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7999141B2 (en) Process for producing gas hydrate pellet
CA1103889A (en) Process for the manufacture of lump calcium sulfate
JP4897333B2 (en) Method and apparatus for producing gas hydrate pellets
AU2008255240B2 (en) Method of producing water-resistant solid fuels
RU2418846C2 (en) Procedure for production of granules of gas hydrate
JP5052386B2 (en) Gas hydrate manufacturing equipment
WO2008120767A1 (en) Process for producing mixed gas hydrate
JP4837424B2 (en) Method and apparatus for producing gas hydrate pellets
JP4838027B2 (en) Method for producing gas hydrate pellets
CN104896873A (en) Improved integrated food-grade industrial-grade CO2 recovery device and process
JP5868832B2 (en) Storage method for modified coal
CN101282908A (en) A process for the preparation of lyophilized sodium bicarbonate
JP4184906B2 (en) Gas hydrate pellet and method for producing the same
RU2744400C2 (en) Blocky microporous carbon adsorbent and method for production thereof
JP2003287199A (en) Method for transporting gas hydrate, method for storing the same, and method for manufacturing the same
JP2011089124A (en) Gas hydrate pellet
JP2007262142A (en) Burr separator for gas hydrate molded form
JP5973125B2 (en) Mixed gas hydrate pellet
JP5153412B2 (en) Gas hydrate manufacturing method and manufacturing equipment
US20140196362A1 (en) Process For Upgrading Low Rank Carbonaceous Material
AU2015262356B2 (en) Modified coal storage method
JP4511855B2 (en) Method and apparatus for producing gas hydrate
CN105593348B (en) Modify the manufacturing method and modification coal of coal
JP2023116419A (en) Carbon dioxide separation method, carbon dioxide storage method and carbon dioxide transport method
WO2015128923A1 (en) Method for manufacturing dried combustible substance and dried combustible substance

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140331