天然气水合物的形成与防治.ppt

天然气水合物的形成与防治
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2．1 概 述
天然气水化物(hydrate)是轻的碳氢化合物和水所形成的疏松结晶化合物,是一种天然气中的小分子与水分子形成的类冰状固态化合物，是气体分子与水分子非化学计量的包藏络合物，即是水分子与气体分子以物理结合体所形成的一种固体。水化物通常是当气流温度低于水化物形成的温度而生成。在高压下，这些固体可以在高于0℃而生成。
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水化物形成的主要条件是：
1．天然气的含水量处于饱和状态
天然气中的含水汽量处于饱和状态时，常有液相水的存在，或易于产生液相水。液相水的存在是产生水合物的必要条件。
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2．压力和温度
当天然气处于足够高的压力和足够低的温度时，水合物才可能形成。
天然气中不同组分形成水合物的临界温度是该组分水合物存在的最高温度。此温度以上，不管压力多大，都不会形成水合物。不同组分形成水合物的临界温度如下表所示。
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天然气生成水合物的临界温度表
，后经研究，～，℃时仍存在，，甲烷水合物形成温度高达47℃。
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3．流动条件突变
在具备上述条件时，水合物的形成，还要求有一些辅助条件，如天然气压力的波动，气体因流向的突变而产生的搅动，以及晶种的存在等。
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防止水化物形成的方法有：
1、加热，保证气流温度总是高于形成水化物温度；
2、用化学抑制剂或给气体脱水。
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在选择水化物抑制剂或脱水方法之前，整个操作系统应该是最优化的，以使必须的处理过程减至最少。人们认为有以下的一般方法可供考虑：
1、减少管线长度和阻力部件来减小压力降；
2、检验在寒冷地区应用绝热管道的经济性。
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2．2 天然气中水汽的含量

1．绝对湿度或绝对含水量e
标准状态下每立方米天然气所含水汽的质量数，称为天然气的绝对湿度或绝对含水量。
式中： e——天然气的绝对湿度，g/m3；
G——天然气中的水汽含量，g；
V——天然气的体积，m3。
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2．饱和湿度或饱和含水量
一定状态下天然气与液相水达到相平衡时，天然气中的含水量称为饱和含水量。用es表示在饱和状态时一立方米体积内的水汽含量。如果e<es，天然气则是不饱和的。而e=es时，天然气则是饱和的。
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