天然气的水合物.ppt

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版标题样式 天然气中的水合物 秦皇岛输油气分公司 一、水合物及其形成条件 水合物又称水化物，是天然气中某些组分与水分在一定温度压力条件下形成的白色结晶，外观类似密致的冰雪，密度为0.88~0.90g/cm3，遇火可燃烧，俗称“可燃冰”。 研究表明，水合物是一种笼形晶格包络物，水分子借氢键结合形成笼形结晶，气体分子被包围在晶格之中。 天然气中的水合物 水合物有三种结构： Ⅰ型结构：低分子的气体（如CH4，C2H6，H2S）的水合物为体心立方体晶体结构； Ⅱ型结构：较大的气体分子（如C3H8，iC4H10）则是类似于金刚石的晶体结构； H型结构：仅出现在正丁烷（n-C4）以上的大分子氢烃组分形成的水合物中，为一般六面体结构。 ?2007年5月1日凌晨，国土资源部中国地质调查局在我国南海北部成功钻获天然气水合物实物样品“可燃冰”。  在水合物中，一个气体分子结合的水分子数不是恒定的，与气体分子的大小、性质以及晶格孔室中被气体分子充满的程度等因素有关。 当气体分子充满全部晶格的孔室时，天然气各组分的水合物分子式可写为：CH4·6H2O，C2H6·6H2O，C3H8·17H2O，i C4H10·17H2O ，H2S·6H2O，CO2·6H2O。 水合物是一种白色结晶物质，类似冰和微密的雪。 水合物是由碳氢化和物和几分子水组成的水合物。 例如：CH4.6H2O、C3H8.7H2O、C4H10.7H2O等。 水合物是一种不稳定的化合物，当其所处的温度升高或压力降低至适当值时，会分解为碳氢化合物和水。 二、形成水合物的条件 1、天然气处于水汽过饱和状态或有液态水存在。 2、天然气有足够高的压力。 3、天然气有足够低的温度。 三、天然气的节流效应 　　又称焦耳-汤姆逊效应，气体遇到压力突变（如调压阀）引起温度急剧降低，甚至产生冰冻，这种现象叫做节流效应。 　　对于理想气体，节流效应是不存在的，只发生在真实气体上。 　　气体通过弯头、变径管等，都会引起节流。 1、压力一定时，温度越高，越不易形成水合物。2、温度一定时，压力越低，越不易形成水合物3、只有当温度、压力达到一定值时，才有可能形成水合物  管道水合物曲线图 水合物形成区 四、水合物对输气生产的影响 1、影响正常输气和平稳为用户供气； 2、影响计量天然气流量的准确性； 3、引起不安全生产事故。 五、防止水合物生产的方法（理论） 1、提高天然气输送温度； 2、降低天然气输送压力（不可行）； 3、脱除或降低天然气的水含量； 4、加抑制剂。 1.加热 给气体或输气管上可能形成水合物的地段加热，使气体温度高于水合物形成的温度。该法在干线输气管上是不宜采用的，因为它会降低管道的输气能力。 在矿场集气或城市配气站中，压降主要消耗在节流上，节流前后，温度下降很多，加热就成了这些地方防止水合物形成的主要方法。 2.降压 压力降低而温度不降，也可使水合物不致形成。很明显，这个方法主要用于暂时解除某些管线上已形成的冰堵。此时，将气体放空，压力急剧下降，已形成的水合物将会分解。 干线输气管的最低温度可能接近0℃，而相应的水合物形成压力范围在1.0~1.5MPa，但输气管上最优输送压力在5.0~7.0MPa，使用降压的方法是无效的。 3.添加抑制剂 在被水饱和的天然气中加入抑制剂，吸收部分水蒸气，并将其转移至抑制剂的水溶液中。天然气中水蒸气分压低于水合物的蒸气压之后，就不会形成水合物。 通常采用的水合物抑制剂（又称防冻剂）有甲醇（CH3OH）、乙二醇（C2H6O2）、二甘醇（C5H10O3）和三甘醇（ C6H14O4 ）等，也有用氯化钙（CaCl2）的。 4.干燥脱水 气体在长距离输送前脱水是防止水合物形成最彻底、最经济有效的方法，应用也最多。 脱水后气体的露点应低于输气温度5~10℃，使气体在输送的压力、温度条件下，相对湿度保持在60~70%即可。 六、解堵的方法 1、加热管线破坏形成水合物条件； 2、可以暂时将气体放空降低输气管线压力或降低下游压力，增加输气量，让已形成的水合物分解并随之排处 ； 3、往输气管中喷注化学反应剂，吸收气中的水分，以降低天然气的露点，防止形成水合物或促使水合物分解。 谢谢大家 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版标题样式