天然气脱水及计算

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1、天然气脱水第一节天然气水合物第二节甘醇脱水第三节固体干燥剂脱水第四节脱水方法选择第一节天然气水合物一、天然气饱和含水量二、天然气水合物一、天然气饱和含水量天然气饱和水含量的大小取决于温度、压力和气体组成。确定天然气饱和水含量的方法有三类：图解法、实验法和状态方程法。根据气体内是否含有酸气，天然气饱和含水量与压力、温度的关系分为两类：一类为不含酸气(或酸气含量较少)的称甜气图，另一类为含酸性气体的称酸气图。1、甜气图如图，天然气饱和水含量随压力、温度的变化关系。可见，压力越高、温度越低，饱和水含量越小。在一定压力下与天然气饱和水含量相对应的温度称为天然气水露点

2、。在某一压力下，水露点愈低，饱和含水量愈小。当气体实际温度高于水露点时，气体处于未饱和状态，无液态水析出；当气体实际温度低于水露点时，气体过饱和，有液态水析出。当天然气相对密度>0.6时，会使气体饱和水含量降低，可乘以相对密度修正系数进行修正。天然气与含盐水接触也会降低天然气的饱和水含量，可乘以含盐修正系数进行修正。x——水中含盐量，g/L；s——气体相对密度；gt——气体温度，℃。2、酸气图当压力小于2.0MPa时，酸气浓度对天然气含水量的影响不大，可以按甜气图查得。高压时，天然气饱和含水量随酸气浓度的增大而增大。压力大于2.0MPa时Campbell法

3、求酸性天然气含水量。Campbell法：WyWyWyWShchcCO2CO2HS2HS2W——按甜气查得的天然气中水的质量浓度，mg/m3；hcWCO——CO中水的质量浓度，mg/m3；22WHS——HS中水的质量浓度，mg/m3；22y——气体组分摩尔分数。天然气内饱和CO的有效水含量天然气内饱和HS的有效水含量223、饱和含水量的测试方法有多种气体含水量测定方法，常见的有露点法、吸收质量法和Karl．Fischer（卡尔-费希尔）法。1)露点法：在恒定压力下，气体以一定流量流经露点仪，仪器的测量腔室内有抛光金属镜面，其温度可人为控制精确调节并准确测

4、定。随着镜面温度逐步降低，气体被水饱和时镜面上开始结露，此时的镜面温度即为水露点。由水露点查表可得气体饱和含水量。2)吸收法：气体通过充满PO的吸收管，吸收剂PO吸收气体内的水分，2525精确测定PO的质量增加值和通过吸收管的气体量，即可求得气体25内的含水量。3)Karl-Fischer法：利用卡尔-费希尔试剂吸收天然气中的水分，测出中和卡尔-费希尔试剂所需的天然气量即可求得气体的含水量。卡尔-费希尔试剂的配制：8mol吡啶+2mol二氧化硫+15mol甲醇+1mol碘二、天然气水合物在一定温度和压力条件下、天然气的某些组分与液态水生成的一种外形像冰、但晶

5、体结构与冰不同的笼形化合物称为天然气水合物。1、物理性质①白色固体结晶，外观类似压实的冰雪；②轻于水、重于液烃，相对密度为0.960.98；③半稳定性，在大气环境下很快分解。2、结构采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现，气体水合物是由多个填充气体分子的笼状晶格构成的晶体，晶体结构有三种类型：I、II、H型。1）I型晶体结构：体心立方结构，由46个水分子构成，共有8个笼状晶格，可容纳8个气体分子。其中6个大的（12个正五边形、2个正六边形组成的十四面体，平均自由直径0.59纳米）、2个小的（正五边形组成的十二面体，平均自由直径0.52纳米）。分子式为SL

6、·46H02622）II型晶体结构：金刚石晶体立方结构，由136个水分子构成，共有24个笼状晶格，可容纳24个气体分子。其中8个大的（12个正五边形、4个正六边形组成的十六面体，平均自由直径0.69纳米）、16个小的（正五边形组成的十二面体，平均自由直径0.48纳米）。分子式为SL·136H0168212个正五边形、2个正六边形正五边形12个正五边形、4个正六边形3）H型晶体结构：对H型水合物尚处于研究中，知之甚少，H型水合物由34个水分子构成，共有6个笼状晶格，可容纳6个气体分子。其中1个大的（12个正五边形、8个正六边形组成的二十面体）、2个中的（3个正

7、四边形、6个正五边形、3个正六边形组成的十二面体）、3个小的（正五边形组成的十二面体）。分子式为SSL·34H03212由于晶格空腔有大有小，因此不同直径的气体分子会形成不同类型的气体水合物。天然气中CH、CH、C0、HS可形成稳定的I型水合物。每个气体分42622子周围有68个水分子，即：CH·6HOCH·8HOHS·6HOC0·6HO422622222大分子量组分CH和i-CH(异丁烷)仅能进入II型水合物内的大腔38410室，形成II型水合物。每个气体分子周围有17个水分子，即：CH·17HOi-CH·17HO。3824102气体分子填满腔室的程度

8、取决于外部压力和温度，腔室内充满气体分子程度愈高、水