Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 [ 25 ] 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

800 БОО kOD

WO 80 ВО

. It

n,8 0,6

0,2 0,08

a OB

OS 0,8 1,0 1,2 1,li tR /)а,кг/

20 25 30 35 40 45 50 /t

002 / / / / / / / / / /

223 253 273 233

Рис. 3.19. Номограмма влажности природных газов

313 333 353 373 393 lii3 433 Т К

на газ и воду. По внешнему виду - это белая кристаллическая масса, похожая на лед или снег.

Природные газы часто содержат углекислоту, сероводород, азот и редкие газы. Наличие кислых газов резко усиливает процесс гид-ратообразования.

Рис. 3.20. График изменения влажности газа по длине газопровода

Процесс гидратообразования обычно происходит на границе газ - вода при условии полного насыщения природного газа влагой. Для прогнозирования места образования и интенсивности накопления гидратов в системах газоснабжения необходимо знать изменение влажности газа в различных термодинамических условиях.

В практике часто пользуются абсолютной влажностью w, выраженной массой паров воды в единице объема газа, приведенной к нормальным условиям (273 К (О °С) и 0,1013МПа). Относительная влажность - это выраженное в процентах или долях единицы отношение количества водяных паров, содержащихся в газовой смеси, к количеству водяных паров в том же объеме и при тех же температуре и давлении при полном насыщении. На практике влажность газов чаще всего определяют по номограмме (рис. 3.19), которая получена в результате обработок большого числа измерений влажности природного газа относительной плотности по воздуху А = 0,6 прямыми методами. На номограмме нанесена равновесная кривая гидратообразования, ограничивающая определенную область, в которой влажность газов должна определяться из условия равновесия паров воды над гидратами. Из номограммы видно, что влажность природного газа растет с повышением температуры и снижается с увеличением давления. Влажность природных газов уменьшается также с увеличением их молекулярной массы р и солености воды s. На рис. 3.19 приведены два вспомогательных графика для определения поправочных коэффициентов на молекулярную массу (плотность р,,) газа и соленость воды с,. При определении влажности газа, проходящего по газопроводам, в которых газ находится в контакте с пресной водой, можно считать Cs = 1. Температура, при которой газ становится насыщенным при данных давлении и влажности, называется точкой росы газа.

Изменение влажности природного газа при его движении по газопроводу зависит от характера изменения давления и температуры и начальной влажности газа (рис. 3.20). Влажность газа в состоянии полного его насыщения да„ас меняется по длине газопровода / по кривой abed. На начальном участке газопровода температура газа Т быстро падает (при значительной разности температур газа и окружающего грунта), а давление р снижается весьма медленно (скорость движения газа сравнительно невелика). Поэтому влажность газа в состоянии полного его насыщения снижается. На конечном участке картина обратная. Температура газа приближается к температуре окружающего грунта и изменяется по длине газопровода весьма незначительно, а давление резко падает (вследствие распгирения газа скорость его движения в трубопроводе возрастает). В связи с этим влажность газа, соответствующая состоянию насыщения при температуре и дав-

283 T к

Рис. 3.22, Графики упругости паров воды D равновесии с водой (/) и гидратами (2)

2S8 273 278 283 288 29В Г, К

Рис. 3.21. Кривые гидратообразования для природных газов различной плотности Д

лении газа в газопроводе, увеличивается по длине последнего. При поступлении в газопровод газа с начальной влажностью = Wi „ас на начальном участке будет происходить конденсация паров воды, а влажность газа будет изменяться по кривой ас. Количество воды, которая сконденсируется на этом участке газопровода, Att = =- „ас - Wm\n) Q, где „ас - влзжность газз В СОСТОЯНИИ насы-щения при начальном давлении и температуре газа в газопроводе; Kmin - минимальная влажность газа в состоянии насыщения при движении его по газопроводу в точке с; Q -пропускная способность газопровода.

На конечном участке газопровода (после точки с) влажность газа остается неизменной и равной win (линия се). При этом относительная влажность газа (степень насыщенности его водяными парами) будет постепенно снижаться. При поступлении в газопровод газа влажностью Wmtn < < mac на начальном участке она остается постоянной, хотя степень насыщенности газа водяными парами будет возрастать и, наконец, достигнет максимума (точка Ь). После этого в газопроводе начнется конденсация влаги (линия be). На конечном участке влагосодержание будет оставаться неизменным (линия се). Количество воды, которая сконденсируется в этом случае в газопроводе на участке be, AW = (Wh - fimin) Q-

Наконец, при поступлении в газопровод газа влажностью Wf <c:min конденсации влаги не происходит (линия jg).

Таким образом, во избежание конденсации водяных паров в газопроводе влажность подаваемого в него газа не должна превышать да.п-