《天然氣水化物》PPT課件

1、天然氣水化物的形成及防止,1、水化物的形成 天然氣水化物是輕的碳?xì)浠衔锖退纬傻氖杷傻慕Y(jié)晶化合物。水化物通常是氣流溫度低于水化物形成時(shí)的溫度而生成。在高壓下，這些固體可以在0以上而生成。水化物尤其在節(jié)流閥，控制閥，變徑，各閥門處有大的壓力降或小的流通孔眼的地方容易形成，因壓力降導(dǎo)致溫度降就容易形成水化物，堵塞通道,水化物形成的次要條件有：高氣流速、任何形式的攪動(dòng)、酸性氣體（ H2S、CO2 ）的存在、天然氣的組分等。 只要條件具備，水化物形成很快；水化物即可能在流動(dòng)狀態(tài)下產(chǎn)生、也可能在靜止?fàn)顟B(tài)下產(chǎn)生,2、水化物產(chǎn)生的主要部位： 氣井開井時(shí)，一級(jí)節(jié)流閥有可能出現(xiàn)水化物堵塞現(xiàn)象。 生產(chǎn)流程中，降

2、壓后垂直的天然氣管道內(nèi)易產(chǎn)生水化物。 高壓容器的放空閥（BDV）和安全閥（PSV）有時(shí)可能產(chǎn)生水化物，造成閥門不能復(fù)位關(guān)閉，天然氣內(nèi)漏。內(nèi)漏產(chǎn)生的水化物又凍堵閥門，使閥門在高壓狀態(tài)下不能打開，失去保護(hù)功能,4.清管球發(fā)射器和接收器內(nèi)時(shí)常帶有水化物。 5. 冬季所有儀表系統(tǒng)的取壓管線（天然氣系統(tǒng)），都有水化物存在的可能，直接影響控制系統(tǒng)的功能,促使水化物形成有兩個(gè)條件：一、氣體必須在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫l件下，二、氣體必須處于或低于水氣的露點(diǎn)，出現(xiàn)自由水時(shí)。 防止水化物形成的方法：一、加熱，保持氣體溫度高于形成水化物的溫度，二、用化學(xué)抑制劑和氣體脫水的方法。 3、天然氣中水氣的含量 天然氣在地層條件

3、下都飽含著水氣，有時(shí)也存在有凝析油。水氣含量取決于壓力和溫度，氣體的組成。在壓力不變的情況下，溫度越高，水氣含量愈多；而溫度不變時(shí)，壓力越高，水氣含量越少,天然氣的含水可用絕對(duì)濕度，相對(duì)濕度，露點(diǎn)來表示。絕對(duì)濕度是指一立方米天然氣所含水氣量（克數(shù)）；相對(duì)濕度是指絕對(duì)濕度與不變條件的飽和狀態(tài)下一立方米天然氣含水量之比；露點(diǎn)是指在一定的條件下氣體產(chǎn)生第一滴水時(shí)的溫度。 4、水化物的結(jié)構(gòu) 氣體水化物是固體結(jié)晶物，外觀很像致密的雪或松散的冰，其通式是M.nH2O,M是水化物分子，n5.69，有立方晶格，六方晶格，正菱形晶格等，內(nèi)部有不同數(shù)量的空腔，不同的形狀,5、形成水化物的溫度壓力的確定 水化物的形

4、成需要一定的熱力學(xué)條件，即一定的溫度和壓力。當(dāng)天然氣的溫度低于或等于某一壓力下水化物生成溫度，水化物就形成了。了解天然氣的溫度壓力是相當(dāng)重要的，因?yàn)樗鼪Q定了氣體在流程中是否會(huì)產(chǎn)生水化物，另外，氣井開采中，溫度壓力都隨生產(chǎn)時(shí)間的變化而變化，需要知道什么時(shí)候會(huì)產(chǎn)生水化物,6、氣體水化物的防止 6.1、在不形成水化物的情況下，允許氣體進(jìn)行膨脹 為了在生產(chǎn)中達(dá)到降壓又不產(chǎn)生水化物，可以根據(jù)初始?jí)毫蜏囟惹蟪?或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)圖表查出降壓后不形成水化物的最終壓力；還可以根據(jù)氣體密度，初始?jí)毫?，最終壓力求出溫度判斷是否形成水化物。 6.2、在給定的條件下，求出氣體降壓后的溫度降，判斷是否形成水化物 即根據(jù)壓差值

5、和密度即可求出溫降，判斷是否產(chǎn)生水化物。天然氣中含液烴多，則溫降小,6.3、根據(jù)各氣體組分的汽固平衡常數(shù)來預(yù)測，它是用查圖的方法并進(jìn)行計(jì)算得到，汽固平衡常數(shù)是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定的,7、天然氣中注入水化物抑制劑 向天然氣中注入各種能降低水化物生成溫度的抑制劑。一般常用的抑制劑有：甲醇、乙二醇、二甘醇。這幾種物質(zhì)都可以回收并循環(huán)使用，但是在許多情況下，回收甲醇不經(jīng)濟(jì)。在任何溫度下使用甲醇都是有效的，不過蒸汽損失大。在低于-10F溫度時(shí)，一般不使用DEG這是因?yàn)槠湔扯龋⑶胰绻杏痛嬖诘脑?，也難與油分離。高于-10F比較好，因?yàn)檎羝麚p失小。乙二醇沸點(diǎn)高，蒸汽損失小，一般可以重復(fù)使用，適合于天然氣處理量大的

6、場站。甲醇（MeOH)、乙二醇(MEG)、及二甘醇(DEG)的物理化學(xué)性質(zhì)如表所示,備注：甲醇冰點(diǎn)為90,8、解除天然氣水化物在管線中冰堵的措施 在井站和輸氣管道內(nèi)，一旦形成水化物，則管道兩端壓差逐漸增大，輸氣量逐漸減少，嚴(yán)重時(shí)可能完全堵塞管道，影響平穩(wěn)供氣，因此必須采用緊急解堵措施。 常用解除天然氣水化物堵塞的措施有3種： 8.1、注抑制（防凍）劑：在生產(chǎn)現(xiàn)場常用甲醇，乙二醇。將抑制劑注入到水化物形成點(diǎn)的上游，以降低水化物形成的平衡溫度，從而使形成的水化物逐步分解，達(dá)到解堵目的,8.2、加熱：提高水化物形成點(diǎn)上游天然氣流動(dòng)溫度，使之高于水化物形成溫度。對(duì)于地面 管道，可以采用在管外加熱水或蒸汽來加熱管線，逐步解除管道內(nèi)已形成的水化物。 8.3、降壓解堵：通過放空天然氣降低壓力，降低水化物形成的平衡溫度，達(dá)到解堵目的。 該法一般在管道完全堵塞的情況下應(yīng)用,當(dāng)管道開始發(fā)生水化物冰堵時(shí)，應(yīng)立即采取提高天然氣流動(dòng)溫度或注入抑制劑等措施。 一旦管道被天然氣水化物完全堵塞，則只有放空降壓解堵，不過管道溫度低于0不宜采用降壓法，因?yàn)樗锓纸鈺r(shí)形成的水會(huì)變成冰引起冰堵，在此情況下，應(yīng)在降壓的同時(shí)向管道內(nèi)注入