含CH4＋CO2＋H2S酸性天然气水合物生成的影响因素

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1、学兔兔www.xuetutu.com第4期王海秀：含(cH+CO：+H2s)酸性天然气水合物生成的影响因素13含(CH4+CO2+H2S)酸性天然气水合物生成的影响因素王海秀(广东石油化工学院化工与环境工程学院，广东茂名525000)摘要：介绍了含H和CO：组分的天然气输送时可能带来的影响。基于Chen—Guo模型进行含(CH4+C02+H!S)酸性天然气水合物相平衡研究．分析了酸性天然气各组分对水合物生成的影响。结果表明，酸性天然气中各组分对水合物生成的影响程度不同，H影响最为明显；同一组分在不同条件下影响方向可能不同。分析结果可为水合物法天然气脱硫脱

2、碳提供理论指导，尤其对于高含H：S天然气。关键词：酸性天然气；水合物；生成；相平衡；影响因素中图分类号：TQ013．1；TE8文献标识码：A文章编号：1001—9219(2014)04—13-03含有高浓度H2S和CO：组分的天然气在世界水合物在混合基础水合物中所占的物质的量分数；范围内相当普遍．在我国西南地区发现的酸性天然纯基础水合物组分i的逸度。气藏，(H2S)高达30％t”。CO2和HS的存在势必给2酸性天然气水合物相平衡研究天然气输送带来系列影响。首先，造成管道和设备的严重腐蚀引发安全问题；其次，在有水存在和一定温压下，CO和H2S都能生成水合物

3、，H：S则更容易生成，从而导致管路堵塞，影响正常输气。确定含H2S和CO组分酸性天然气水合物生成条件及影响因素，对采用水合物法进行酸性天然气脱硫脱碳，具有非常重要的指导作用。1酸性天然气水合物相平衡模型在众多水合物相平衡模型中，Chen．Guo模型适宜酸性天然气水合物生成条件的预测，陈光进和郭天民基于他们提出的水合物生成机理提出了一个图1纯水中单一组分和三元体系的水合物生成条件新的水合物模型，即：参考实际酸性天然气中主要成分的组成范围．=xifi“(1一∑0根据Chen—Guo[4]水合物模型计算四组含CH、CO2、∑f,c，，HS的三元模拟体系在纯水中

4、的水合物生成条件，如图1所示。由图1可见，与单一组分相比，三元体系的水合物生成条件明显不同，其相平衡曲线介于∑=1．0纯组分CH和H2S相平衡曲线之间，且随着混合气式中一气体组分i的逸度，MPa；g-j组分气体分子中HS含量增大，三元体系相平衡曲线向右偏移明在连接孑L中的填充率；广由气体组分i形成的基础显，越来越靠近纯HS相平衡曲线，水合物生成区域扩大，说明含有CO和H2S酸性气体的天然气，提高了水合物生成温度、降低了生成压力，受H2S含量的影响最为明显，因为与碳氢化合物相比，酸收稿日期：2013．10．13；作者简介：王海秀(1982一)，女，讲师，性

5、气体易溶于水。所模拟的四组酸性天然气三元体硕士．主要从事天然气水合物研究J二作，电话15986232956，系组成见表l。电邮whx8207@126．COlll。学兔兔www.xuetutu.coml4天然气化工(C化学与化工)2014年第39卷表1酸性天然气三元模拟体系组成呲l皇2加2加2”#。2鲫2鲫l盆2BI盆r二2(CHi)，％∞283酸性天然气组分对水合物生成的图2酸性天然气水合物生成压力随甲烷含量变化曲线26影响24酸性天然气的主要成分为CH，同时含有CO3．2CH含量变化时Co2、H2s含量对酸性天然气23和H2S。CH、CO2和H2S均能

6、生成水合物。基于水合物生成的影响％22Chen．Guo模型编制程序，分析了酸性天然气中CH、CO：、HS含量对水合物生成相平衡条件的影响。Bd至、6554433223．1CH含量的变化对酸性天然气水合物生成的影响表2和表3分别给出了几组CO2一定、CH含量变化和HS一定、CH含量变化的酸性天然气组成，同时为了比较CO和H2S含量的变化对水合物生成的影响，表2和表3取了相同摩尔分数的COO(】和HS，按其数据的计算结果绘于图2、图3中。图3酸性天然气水合物生成压力随CO2、H2s含量的变化表2CO2一定、CH4含量变化的酸性天然气组成曲线从图3可以看出：当

7、CH含量变化时．水合物生成压力随CO2或H2S含量增大而减小；不同温度下，生成压力曲线均随CO：或H1S含量增加趋于平缓，温度越高，曲线斜率变化越快；相同体积分数的表3H2s一定、CH含量变化的酸性天然气组成CO和H2S对水合物相平衡温度压力条件影响程度不同，一定温度下，H2S含量变化对水合物生成压力细分％的影响较大，CO含量变化影响较小。原因在于在所有的天然气组分中，HS最容易生成水合物，且与I型水合物中的大洞穴尺寸配．能够稳定地支撑笼子．所以影响较大。3．3CH含量一定时CO含量对酸性天然气水合南图2可知，在CO：一定、CH含量变化和H2S物生成的影

8、响一定、CH含量变化两种情况下．水合物生成压力均表4给出了几组CH一定、CO含量