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[發(fā)明專利]天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算方法及其裝置有效

專利信息
申請?zhí)枺?/td> 201510744846.0 申請日: 2015-11-05
公開(公告)號(hào): CN105426666B 公開(公告)日: 2018-06-08
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 史博會(huì);呂曉方;宋尚飛;宮敬 申請(專利權(quán))人: 中國石油大學(xué)(北京)
主分類號(hào): G06F19/00 分類號(hào): G06F19/00
代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127 代理人: 賈磊
地址: 102249*** 國省代碼: 北京;11
權(quán)利要求書: 查看更多 說明書: 查看更多
摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 天然氣水合物分解 天然氣水合物 水合物分解 氣體釋放 溫度壓力數(shù)據(jù) 動(dòng)力學(xué)模型 水合物漿液 分解反應(yīng) 速率計(jì)算 相關(guān)參數(shù) 天然氣 水合物 天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn) 分解 礦藏開發(fā) 理論基礎(chǔ) 模型參數(shù) 物性參數(shù) 凍堵 擬合 閃蒸 相態(tài) 移除 流動(dòng) 應(yīng)用
【權(quán)利要求書】:

1.一種天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算方法,其特征在于,所述方法包含:

根據(jù)水合物分解的相關(guān)理論基礎(chǔ),建立水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型并擬合模型中相關(guān)參數(shù)數(shù)值;

根據(jù)天然氣組分進(jìn)行相態(tài)閃蒸,計(jì)算獲得天然氣相關(guān)參數(shù);

獲取天然氣水合物分解初始時(shí)天然氣水合物的物質(zhì)的量及分解反應(yīng)開始后的實(shí)時(shí)溫度壓力數(shù)據(jù);

根據(jù)所述水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型、所述模型中相關(guān)參數(shù)數(shù)值、所述天然氣相關(guān)物性參數(shù)、所述水合物分解初始時(shí)天然氣水合物的物質(zhì)的量和所述分解反應(yīng)開始后的實(shí)時(shí)溫度壓力數(shù)據(jù),獲得天然氣水合物分解氣體釋放速率;

所述水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型包含以下公式:

上式中,nd(t)為t時(shí)刻的氣體釋放量,mol;nd(end)為水合物生成過程結(jié)束時(shí)的耗氣量,mol;t為水合物分解時(shí)間,s;Kd0為本征分解反應(yīng)的速率常數(shù),mol/(MPa·s·m2);T為天然氣水合物分解體系實(shí)時(shí)溫度,K;R為摩爾氣體常數(shù),8.314J/(mol·K);As為水合物分解的總表面積,m2;fo,i為實(shí)驗(yàn)條件下某一組分在水合物殼外界面處的氣相逸度,MPa;fe,i為某一組分的水合物相平衡逸度,MPa;α為傳遞系數(shù);△E為活化能,J/mol。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算方法,其特征在于,所述根據(jù)水合物分解的相關(guān)理論基礎(chǔ),建立水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型包含:根據(jù)水合物分解的本征動(dòng)力學(xué)及傳熱因素、傳質(zhì)因素對(duì)水合物分解速率的影響,建立包含本征、傳熱、傳質(zhì)以及聚并特性的水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算方法,其特征在于,所述根據(jù)水合物分解的相關(guān)理論基礎(chǔ),擬合水合物分解模型中相關(guān)參數(shù)數(shù)值包含:根據(jù)高壓環(huán)道天然氣水合物分解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合相應(yīng)參數(shù)數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算方法,其特征在于,所述根據(jù)天然氣組分進(jìn)行相態(tài)閃蒸包含:根據(jù)天然氣的氣質(zhì)組分,并基于熱力學(xué)相平衡理論進(jìn)行相態(tài)閃蒸。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算方法,其特征在于,所述天然氣相關(guān)參數(shù)至少包含天然氣的物性參數(shù)表、水合物生成曲線、三相平衡逸度和不同溫度壓力狀態(tài)下的逸度。

6.一種天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算裝置,其特征在于,所述裝置包含:

建模單元,用于根據(jù)水合物分解的相關(guān)理論基礎(chǔ),建立水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型并擬合模型中相關(guān)參數(shù)數(shù)值;

閃蒸單元,用于根據(jù)天然氣組分進(jìn)行相態(tài)閃蒸,計(jì)算獲得天然氣相關(guān)參數(shù);

采集單元,用于獲取天然氣水合物分解初始時(shí)天然氣水合物的物質(zhì)的量及分解反應(yīng)開始后的實(shí)時(shí)溫度壓力數(shù)據(jù);

數(shù)據(jù)處理單元,用于根據(jù)所述水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型、所述模型中相關(guān)參數(shù)數(shù)值、所述天然氣相關(guān)參數(shù)、所述水合物分解初始時(shí)天然氣水合物的物質(zhì)的量和所述分解反應(yīng)開始后的實(shí)時(shí)溫度壓力數(shù)據(jù),獲得天然氣水合物分解氣體釋放速率;

所述建模單元包含:根據(jù)水合物分解的相關(guān)理論基礎(chǔ),建立以下水合物漿液分解動(dòng)力學(xué)模型:

上式中,nd(t)為t時(shí)刻的氣體釋放量,mol;nd(end)為水合物生成過程結(jié)束時(shí)的耗氣量,mol;t為水合物分解時(shí)間,s;Kd0為本征分解反應(yīng)的速率常數(shù),mol/(MPa·s·m2);T為天然氣水合物分解體系實(shí)時(shí)溫度,K;R為摩爾氣體常數(shù),8.314J/(mol·K);As為水合物分解的總表面積,m2;fo,i為實(shí)驗(yàn)條件下某一組分在水合物殼外界面處的氣相逸度,MPa;fe,i為某一組分的水合物相平衡逸度,MPa;α為傳遞系數(shù);△E為活化能,J/mol。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然氣水合物分解氣體釋放速率計(jì)算裝置,其特征在于,所述建模單元還包含擬合模塊,所述擬合模塊用于根據(jù)水合物分解的相關(guān)理論基礎(chǔ),利用高壓環(huán)道實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合相應(yīng)參數(shù)數(shù)值。

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說明:

1、專利原文基于中國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利說明書;

2、支持發(fā)明專利 、實(shí)用新型專利、外觀設(shè)計(jì)專利(升級(jí)中);

3、專利數(shù)據(jù)每周兩次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、內(nèi)容包括專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖流程工藝圖技術(shù)構(gòu)造圖

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