[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

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510744846.0
• 申請(qǐng)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(qǐng)（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

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，n_d(t)為t時(shí)刻的氣體釋放量,mol；n_d(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；K_d0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)；A_s為水合物分解的總表面積，m²；f_o,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；f_e,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，n_d(t)為t時(shí)刻的氣體釋放量,mol；n_d(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；K_d0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)；A_s為水合物分解的總表面積，m²；f_o,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；f_e,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。