Modeling of hydrates forming process during natural gas drying when using 3S Separator at fueling stations systems

Abstract

Proposal of installation to dry natural gas with combined low-temperature separator with double fitting 3S separator and pressure stabilizer. The installations have to provide conditions for full natural gas drying from moisture by crystallizing hydrates in separation chamber. The issues concerning the first stage of modeling of 3S natural gas drying separator at natural gas transportation and sale facilities are considered, namely by creating of separator model with software in Python 2.7 language and Matplotlib and NumPy libraries to determine the main characteristics of the separator. Provided geometry modeling method of separator nozzle and twister and grid model of separator chamber with gas predetermined parameters of natural gas flow. Combination of k– and k–w turbulence models was used to describe the flow of natural gas in separator. Mathematical model is constructed in such way that is gets advantages of both turbulence models. Border layer calculated via SST-model. Thermodynamic parameters of natural gas flow across separator chamber that are required for hydrates molecules forming are analyzed

Запропоновано установку для осушення природного газу з комбінованим низькотемпературним сепаратором з подвійним приєднанням 3S сепаратора та стабілізатором тиску. Установка повинна забезпечувати умови для повного осушення природного газу від вологи шляхом кристалізації гідратів у сепараційній камері. Розглянуто питання щодо першого етапу моделювання 3S-сепаратора осушення природного газу на об'єктах транспортування та продажу природного газу, а саме шляхом створення моделі сепаратора з програмним забезпеченням на мові Python 2.7 та бібліотек Matplotlib та NumPy для визначення основних характеристик сепаратора. Забезпечено метод моделювання геометрії соплового сепаратора та сітчаста модель сепараторної камери з заданими газом параметрами потоку природного газу Для опису потоку природного газу в сепараторі використано комбінацію моделей турбулентності k– та k – w. Математична модель побудована таким чином, що отримує переваги обох моделей турбулентності. Прикордонний шар, розрахований за допомогою SST-моделі. Проаналізовано термодинамічні параметри потоку природного газу через камеру сепаратора, необхідні для утворення молекул гідратів