天氣基礎(chǔ)知識(shí)課件終稿

1、中油金鴻天然氣輸送有限公司內(nèi)部職稱認(rèn)證考試培訓(xùn) 講師：授課時(shí)間：天然氣基礎(chǔ)知識(shí)天然氣基礎(chǔ)知識(shí)目目 錄錄1 1第一講第一講: : 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣2 2第二講：天然氣的組成第二講：天然氣的組成3 3第三講：天然氣的分類第三講：天然氣的分類4 4第四講：天然氣的物理性質(zhì)第四講：天然氣的物理性質(zhì)5 5第五講：天然氣的氣質(zhì)第五講：天然氣的氣質(zhì)6 6第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第一講第一講 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣液化石油氣是石油加工過程的副產(chǎn)氣液化石油氣是石油加工過程的副產(chǎn)氣根據(jù)各種燃?xì)獾纳稍蚧騺碓纯梢詺w納為根據(jù)各種燃?xì)獾纳稍蚧騺碓纯梢詺w納為天然氣天然氣人工燃?xì)馊斯?/p>

2、燃?xì)?、液化石油氣液化石油氣和和三大類。三大類。天然氣是自然生成的天然氣是自然生成的人工燃?xì)饣蚴怯善渌茉崔D(zhuǎn)化人工燃?xì)饣蚴怯善渌茉崔D(zhuǎn)化而成，或是生產(chǎn)工藝的副產(chǎn)品而成，或是生產(chǎn)工藝的副產(chǎn)品廣義的天然氣：廣義的天然氣： 指地殼中一切天然生成的氣體，包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤層氣和生物生成氣等。狹義的天然氣：狹義的天然氣： 指自然生成的，以飽和烴類為主的烴類氣體以及少量的非烴類氣體組成的混合氣體，其主要成份為甲烷及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烴類氣體，并可能含有氮、氫、二氧化碳、硫化氫及水蒸氣等非烴類氣體及少量氦、氬等惰性氣體 。第一講第一講 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣天然氣的定義：天然氣的定義

3、：（a）是埋藏在地下的一種存在于油田氣、氣田氣、煤層氣、泥火山氣和生物生成氣中，以飽和碳?xì)浠衔餅橹饕煞值臍怏w混合物。 （b）從地下油氣藏中開采出來的氣體，絕大多數(shù)以甲烷為主的化合物的混合物，是一種可燃?xì)怏w。 （c）主要成分為甲、乙、丙烷等烴類及微量其他氣體，如n2、co2、h2s等。第一講第一講 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣 我國利用天然氣有著悠久的歷史，它是氣體燃料中出類拔萃的新秀，具有清潔、無毒、熱值高、使用調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于各行各業(yè)，如熬鹽、化工、化肥、冶煉、碳黑生產(chǎn)，cng汽車和城市民用等。 隨著城市建設(shè)發(fā)展，城市天然氣事業(yè)迅速壯大，公用、民用氣用戶大量增加，為減輕環(huán)境污染，天然氣在

4、各行各業(yè)不斷受到重視，它是二十一世紀(jì)一種清潔、高效、優(yōu)質(zhì)的環(huán)保能源。第一講第一講 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣目目 錄錄1 1第一講第一講: : 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣2 2第二講：天然氣的組成第二講：天然氣的組成3 3第三講：天然氣的分類第三講：天然氣的分類4 4第四講：天然氣的物理性質(zhì)第四講：天然氣的物理性質(zhì)5 5第五講：天然氣的氣質(zhì)第五講：天然氣的氣質(zhì)6 6第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng) 對(duì)于不同地區(qū)、不同類型、不同油氣田天然氣其所含組分是不同的。同一油氣田不同時(shí)刻開采出天然氣的組分也不相同。加以歸納，按化學(xué)組分大致可分為三類：第二講第二講 天然氣的組成天然氣的組成烴烴類

5、類組組分分含含硫硫組組分分其其他他組組分分化學(xué)組分化學(xué)組分第二講第二講 天然氣的組成天然氣的組成 我們知道，只有碳和氫組成的有機(jī)化合物，稱為碳?xì)浠細(xì)浠衔锖衔?，簡稱烴類化合物烴類化合物。烴類化合物是天然氣的主要組分，大多數(shù)天然氣中烴類組分含量為60609090。而甲烷含量通常為70%90%，由于天然氣的最主要組分為甲烷，故通常將天然氣作為甲烷來處理。（一）（一） 烴類組分烴類組分 甲烷甲烷是無色無臭的很好的氣體燃料，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，分子式為ch4。通常丙烷以上的重?zé)N組分經(jīng)加工提取出來，可作為汽油的混合燃料，通過熱裂解等反應(yīng)后，可以制造化肥、橡膠等，是用途廣泛的化工原料，有著較高的市場價(jià)值。第二

6、講第二講 天然氣的組成天然氣的組成如：陜京輸氣管道氣體組分：如：陜京輸氣管道氣體組分：（一）（一） 烴類組分烴類組分 一般外輸出售的天然氣主要是甲烷和乙烷的混合物，一般外輸出售的天然氣主要是甲烷和乙烷的混合物，含少量丙烷。由于含烷地層中經(jīng)常存在液態(tài)水，因此天含少量丙烷。由于含烷地層中經(jīng)常存在液態(tài)水，因此天然氣中也有飽和水蒸氣。然氣中也有飽和水蒸氣。第二講第二講 天然氣的組成天然氣的組成（二）（二） 含硫組分含硫組分 有的天然氣還含有少量的硫化物有的天然氣還含有少量的硫化物組分，無機(jī)硫指硫化氫，分子式為組分，無機(jī)硫指硫化氫，分子式為h h2 2s,s,，占天然氣硫物的，占天然氣硫物的909095

7、%95%，是一，是一種有毒、有異味、比空氣重、可燃的種有毒、有異味、比空氣重、可燃的氣體。硫化氫的水溶液呈酸性，學(xué)名氣體。硫化氫的水溶液呈酸性，學(xué)名叫叫氫硫酸氫硫酸，對(duì)金屬有很強(qiáng)的腐蝕性。，對(duì)金屬有很強(qiáng)的腐蝕性。如果硫化氫超標(biāo)，必須脫硫凈化才能進(jìn)行管輸。另外，天然氣中有時(shí)還含有少量的有機(jī)硫化物組分，如硫醇、硫醚等。有機(jī)硫不僅有腐蝕性，其中大多數(shù)還有毒，有臭味，也應(yīng)凈化處理。h h2 2s s第二講第二講 天然氣的組成天然氣的組成（三）（三） 其他組分其他組分 天然氣中除烴類和含硫組分外，有的還含有少量的二氧化碳、一氧化碳、氫、氧、氮和水汽以及微量的惰性氣體氦、氬等。 二氧化碳二氧化碳是無色無味

8、比空氣重的氣體，溶于水后生成碳酸，故當(dāng)管線有水時(shí)會(huì)溶解碳酸造成金屬管線和設(shè)備的腐蝕。第二講第二講 天然氣的組成天然氣的組成目目 錄錄1 1第一講第一講: : 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣2 2第二講：天然氣的組成第二講：天然氣的組成3 3第三講：天然氣的分類第三講：天然氣的分類4 4第四講：天然氣的物理性質(zhì)第四講：天然氣的物理性質(zhì)5 5第五講：天然氣的氣質(zhì)第五講：天然氣的氣質(zhì)6 6第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第三講第三講 天然氣的分類天然氣的分類伴生氣伴生氣非伴生氣非伴生氣按按礦礦藏藏特特點(diǎn)點(diǎn)分分類類開采原油時(shí)伴隨原油同時(shí)被采出石油伴生氣石油伴生氣油田氣油田氣純天然氣純天然

9、氣凝析氣凝析氣氣井氣氣井氣第三講第三講 天然氣的分類天然氣的分類 按按烴烴類類含含量量分分類類 干氣干氣濕氣濕氣貧氣貧氣富氣富氣將濕度系數(shù)5%，或含95%甲烷的天然氣(大部分氣田氣都是干氣)將濕度系數(shù)5%，或含95%甲烷的天然氣（油田氣和凝析氣可能是濕氣）每1標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣中，丙烷以上重?zé)N液體含量低于94m3/n m3（甲烷含量多）每1標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣中，丙烷以上重?zé)N液體含量超過94cm3/n m3（乙烷、丙烷、丁烷含量高，可液化成分多）第三講第三講 天然氣的分類天然氣的分類凈氣凈氣/潔氣潔氣酸氣酸氣按按含含硫硫量量分分類類含硫量低于20mg/m3的天然氣，無需凈化可管輸或供用戶使用。含硫量

10、大于20mg/m3的天然氣，需要進(jìn)行凈化處理，才能達(dá)到管輸標(biāo)準(zhǔn)的天然氣。陜京輸氣管道所輸送的天然氣來自陜甘寧氣田陜甘寧氣田。屬于： 氣田氣氣田氣 干氣干氣 貧氣貧氣 酸性氣體酸性氣體第三講第三講 天然氣的分類天然氣的分類目目 錄錄1 1第一講第一講: : 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣2 2第二講：天然氣的組成第二講：天然氣的組成3 3第三講：天然氣的分類第三講：天然氣的分類4 4第四講：天然氣的物理性質(zhì)第四講：天然氣的物理性質(zhì)5 5第五講：天然氣的氣質(zhì)第五講：天然氣的氣質(zhì)6 6第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（一）天然氣的密度（一）

11、天然氣的密度 單位體積天然氣的質(zhì)量稱為天然氣的密度。常用kg/m3表示。 密度可用下面的公式表示： m/vm/v 式中 -天然氣的密度，kg/m3； m m -天然氣的質(zhì)量，kg； v v -天然氣的體積，m3。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì) 天然氣的相對(duì)密度，是指在同溫同壓條件下，天然氣的密度與空氣的密度之比。即： g g/a a 式中 g g -天然氣的相對(duì)密度； -天然氣的密度，kg/m3； a a-同溫同壓下空氣的密度，kg/m3。 通常說的天然氣相對(duì)密度，是指在壓力101.325kpa、溫度為273.15k時(shí)天然氣密度與空氣密度之比。（二）天然氣的相對(duì)密度（二）天然氣

12、的相對(duì)密度 天然氣的粘度是指氣體的內(nèi)摩擦力，表示氣體流動(dòng)的難易程度。當(dāng)氣體內(nèi)部有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)因內(nèi)摩擦力而產(chǎn)生內(nèi)部阻力，氣體粘度越大，阻力就越大，氣體流動(dòng)就越困難。粘度大，不易流動(dòng)；粘度小，易流動(dòng)。 粘度分動(dòng)力粘度動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度運(yùn)動(dòng)粘度，動(dòng)力粘度的單位是帕.秒,動(dòng)力粘度除以流體密度就是運(yùn)動(dòng)粘度，它的單位是 平方米/秒。 天然氣的粘度和壓力溫度及組分含量都有關(guān)系，而且低壓和高壓下變化規(guī)律不一樣。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（三）天然氣的粘度（三）天然氣的粘度第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)天然氣粘度變化規(guī)律天然氣粘度變化規(guī)律: : 低壓下（低壓下（0.98m

13、pa0.98mpa）：）： （1）幾乎與壓力無關(guān)； （2）隨溫度升高而增大； （3）隨分子量的增大而減小； （4）非烴類氣體比烴類氣體的粘度高。 高壓下（高壓下（6.86mpa6.86mpa）：）： （1）隨壓力增大而增加； （2）隨溫度的增高而降低； （3）隨分子量的增加而增加。（三）天然氣的粘度（三）天然氣的粘度（三）天然氣的粘度（三）天然氣的粘度 由于精確測量天然氣的粘度比較困難，特別是在高壓下更難，所以對(duì)甲烷含量很高的天然氣一般就取甲烷粘度作為天然氣的近似粘度。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì) 定義：單位體積/數(shù)量的天然氣完全燃燒所放出的熱量，單位kj/nm3。 天然氣是

14、一種重要的燃料，其熱值是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 熱值分 和 兩種。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（四）天然氣的熱值（四）天然氣的熱值高熱值高熱值 天然氣的主要組分烴類是由碳和氫構(gòu)成的，氫在燃燒時(shí)生成水并被汽化，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，這樣，一部分燃燒熱能就消耗于水的汽化。將消耗于水的汽化的熱叫汽化潛熱。將汽化熱計(jì)算在內(nèi)的熱值叫全熱值（高熱值），不計(jì)算汽化熱的熱值叫凈熱值（低熱值）。低熱值低熱值第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（五）天然氣的含水量（五）天然氣的含水量 天然氣是由地下開采出來的，在地層里長期與水接觸，一部分天然氣溶解于水之中，一些水蒸氣也進(jìn)入天然氣。所以，從地下

15、開采出來的天然氣，總是含有水分。 天然氣的含水量，是指天然氣中水蒸氣的含量。 天然氣中水蒸氣的含量與天然氣的壓力、溫度有關(guān)。當(dāng)壓力不變時(shí)，天然氣溫度越高則天然氣中水蒸氣含量就越多；當(dāng)溫度不變時(shí)，天然氣中水蒸氣含量隨壓力的增高而減少。 通常用 絕對(duì)濕度絕對(duì)濕度相對(duì)濕度相對(duì)濕度露點(diǎn)露點(diǎn)來表示天然氣的含水量。和、第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（五）天然氣的含水量（五）天然氣的含水量天然氣的絕對(duì)濕度絕對(duì)濕度單位體積或單位質(zhì)量天然氣所含水蒸氣的質(zhì)量。絕對(duì)濕度可通過測量得到天然氣的相對(duì)濕度相對(duì)濕度絕對(duì)濕度與相同條件下呈飽和狀態(tài)的單位體積天然氣中所含水蒸氣質(zhì)量之比天然氣的露點(diǎn)露點(diǎn)天然氣為水蒸

16、氣所飽和時(shí)的溫度稱為天然氣的露點(diǎn)。也就是說，露點(diǎn)是一定壓力下，天然氣中剛有一滴露珠出現(xiàn)時(shí)的溫度。 與環(huán)境溫度有關(guān)系，一般天然氣的露點(diǎn)夏天高，冬天低; 與天然氣的組分有關(guān)系，含重?zé)N多的氣體露點(diǎn)高，含重?zé)N少的氣體露點(diǎn)低。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（五）天然氣的含水量（五）天然氣的含水量天然氣的露點(diǎn)在不同條件下是不同的:第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（五）天然氣的含水量（五）天然氣的含水量 天然氣在管輸過程中，隨著天然氣不斷流動(dòng)及輸送距離的增長，天然氣溫度逐漸降低。當(dāng)天然氣的溫度降低到其露點(diǎn)溫度時(shí)，就會(huì)凝析出液態(tài)水。為此，對(duì)天然氣的輸送，必須將水汽脫除，使其露點(diǎn)降

17、低到輸送壓力條件下的輸氣溫度以下。這樣，天然氣在輸送過程中就不會(huì)出現(xiàn)液態(tài)水。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（六）天然氣水化物的生成（六）天然氣水化物的生成天然氣的主要成分是甲烷，還有少量的乙烷、丙烷、丁烷及惰性氣體。這些碳?xì)浠衔镏械乃殖^一定的含量，在一定的溫度壓力溫度壓力條件下，水與烴類氣體生成結(jié)晶水化物結(jié)晶水化物。水化物在聚集狀態(tài)下是白色的結(jié)晶體結(jié)晶體，或帶鐵銹色。依據(jù)它的生成條件，一般水化物類似于冰或致密的雪。水化物是不穩(wěn)定的結(jié)合物，在低壓或高溫的條件下易分解為氣體氣體和水水。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（六）天然氣水化物的生成（六）天然氣水化物的生

18、成 管道中氣體處于水汽的飽和或過飽和狀態(tài)，并存在游離水; 有足夠高的壓力和足夠低的溫度。形成天然氣水化物的必要條件形成天然氣水化物的必要條件 天然氣中水汽含量取決于壓力、溫度和氣體的組成。在壓力不變的條件下，天然氣的溫度越高，氣中水汽含量越大；在溫度不變的條件下，天然氣中水汽的含量隨壓力的升高而減少；天然氣的相對(duì)分子質(zhì)量越大，則單位體積內(nèi)的水汽含量就越少；當(dāng)天然氣中含有氮?dú)鈺r(shí)，水汽含量減少；而含有重?zé)N、二氧化碳和硫化氫時(shí)，水汽含量將增大。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（六）天然氣水化物的生成（六）天然氣水化物的生成 水化物形成的臨界溫度是水化物可能存在的最高溫度，高于此溫度，不

19、論壓力多高，也不會(huì)形成水化物，下表是氣體生成水化物的臨界溫度。形成天然氣水化物的必要條件形成天然氣水化物的必要條件氣體ch4c2h6c3h8i-c4h10n-c4h10co2h2s臨界溫度/ 21.5 14.55.52.51.01029不同氣體形成水化物的臨界溫度不同氣體形成水化物的臨界溫度第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（六）天然氣水化物的生成（六）天然氣水化物的生成 天然氣流速和方向改變是形成天然氣水化物的輔助條件，如彎頭、閥門、孔板和其他局部阻力大的地方，因壓力的脈動(dòng)、流向的突變，特別是節(jié)流閥、分離器入口、閥門關(guān)閉不嚴(yán)處及壓縮機(jī)出口等處氣體節(jié)流的地方，由于焦耳一湯姆遜效應(yīng)而

20、使氣體溫度急劇降低，會(huì)加速水合物的形成形成天然氣水化物的輔助條件形成天然氣水化物的輔助條件第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（七）天然氣水化物的危害（七）天然氣水化物的危害 當(dāng)濕天然氣中存在液態(tài)水分時(shí)，在管道中所形成的液滴，由于在閥門、彎頭、三通等地方同管壁相碰撞成為粉末而這些液末同氣體混在一起并一道流動(dòng)，黏附在管道的內(nèi)表面上成為液膜，在高壓低溫條件下，就在管壁形成一層水化物，水化物便一層層地加厚，使管道內(nèi)徑變小，甚至將管道堵死。從而造成水化物堵塞，影響天然氣管道的安全運(yùn)行和正常輸送。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 天

21、然氣中飽和著水汽是形成水合物的內(nèi)因，溫度和壓力的變化是形成水合物的外因，防止水合物形成主要從形成水合物的內(nèi)因、外因兩方面考慮。 第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 天然氣進(jìn)入輸氣管道之前應(yīng)進(jìn)行充分脫水，使天然氣水露點(diǎn)低于管線周圍介質(zhì)最低溫度57，這是預(yù)防形成水化物及冰堵的根本方法。 天然氣進(jìn)入輸氣管道時(shí)應(yīng)進(jìn)行必要的監(jiān)督、檢測，由供氣方定期提供氣質(zhì)化驗(yàn)單(內(nèi)容有天然氣露點(diǎn)、水分、天然氣成分等)，防止水及污物的進(jìn)入。 向輸氣管道中添加化學(xué)反應(yīng)劑，吸收天然氣的水分，降低天然氣的水露點(diǎn)。 在輸氣管道的天然氣入口處應(yīng)安裝除液器，并適當(dāng)縮短除液器

22、、分離器排水、排污周期。 場站的調(diào)壓閥、分離器、除液器等易產(chǎn)生冰堵部位加電伴熱或水加熱。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 除去天然氣中攜帶的水分，使其水蒸氣分壓降低到不能生成水合物的水平； 清除天然氣管道中的存水。 目前，高壓天然氣管道在敷設(shè)施工結(jié)束后都要采用水壓試驗(yàn)，投產(chǎn)前徹底清除管道殘留的水并進(jìn)行干燥是防止生成水合物和避免管道腐蝕的必要措施。長距離輸氣管道防止水化物生成的措施長距離輸氣管道防止水化物生成的措施第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 常用的天然氣脫水方法有三類

23、：低溫分離、固體干燥劑吸附和液體吸收。 1. 1. 低溫分離脫水低溫分離脫水 高壓天然氣經(jīng)過節(jié)流膨脹造成低溫，使水分離出來。這種方法適于高壓氣田，高壓天然氣節(jié)流降壓后仍高于輸氣所需的壓力，溫度降低脫水后不至于生成水合物。 為了徹底防止水化物，對(duì)降低露點(diǎn)及除水要求高的情況，有的在低溫分離后還要進(jìn)一步加入甲醇、乙二醇等水化物抑制劑。天然氣凈化脫水天然氣凈化脫水第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止天然氣凈化脫水天然氣凈化脫水2. 2. 固體干燥吸附脫水固體干燥吸附脫水 利用多孔性的固體干燥吸附天然氣中的水蒸氣，常用的吸附劑有硅膠、活性氧化鋁、

24、分子篩等。干燥劑吸附飽和后進(jìn)行再生，然后重復(fù)使用。3. 3. 液體吸收脫水液體吸收脫水 常用的吸附劑有二甘醇、三甘醇等。在吸收塔中吸附劑與天然氣接觸，吸水后稀釋，進(jìn)入再生塔中蒸發(fā)出水分，再重復(fù)使用。天然氣被脫水干燥。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 輸氣管道干燥輸氣管道干燥 用高濃度干燥劑置換管道中的試壓水。用多個(gè)清管器形成清管器組(俗稱清管列車)，在清管器之間充入高濃度的干燥劑(甲醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇等)，這些干燥劑也是良好的水化物抑制劑。依靠后繼介質(zhì)的壓力推動(dòng)清管列車前進(jìn)，排除管道中的水，并且用干燥劑置換清管器竄漏的水，以

25、達(dá)到干燥的目的，將除水和干燥兩個(gè)環(huán)節(jié)一次完成。這種干燥并不是真正意義上的干燥，而是用干燥劑置換了殘留在管道中的水，置換完成后在管道的沿線殘留少量的干燥劑水溶液，能有效地抑制水合物的生成。1 1. .干燥劑法干燥劑法第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 輸氣管道干燥輸氣管道干燥 使用這種方法有時(shí)還將干燥劑制成凝膠置于清管列車的前段和后段，增加清管列車的密封性提高除水效果。 干燥劑法的優(yōu)點(diǎn)是工期短，在管道中預(yù)蠱干燥劑有利于防止水化物。缺點(diǎn)是干燥劑和凝膠的使用必須達(dá)到一定的量，而且收發(fā)清管器組和接收凝膠等作業(yè)比較復(fù)雜，因此對(duì)幾百公里或更長的作

26、業(yè)段施工比較合適。此方法最經(jīng)濟(jì)的方案是利用天然氣壓力，將除水、干燥與投產(chǎn)幾個(gè)環(huán)節(jié)連續(xù)進(jìn)行。歐洲的zee管道和我國的平湖至上海的天然氣管道就采用了這種干燥方法。1 1. .干燥劑法干燥劑法第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 輸氣管道干燥輸氣管道干燥 此方法有除水和干燥兩個(gè)階段。在除水階段用空氣吹掃或發(fā)送清管器置換管道中的存水，在干燥階段采用真空泵從管道的一端抽氣，在管道內(nèi)形成負(fù)壓使水分蒸發(fā)并隨著氣體排出管道。 真空干燥法從管道中抽氣使水分蒸發(fā)，到一定程度后讓管道吸入干空氣，再抽氣蒸發(fā)、再吸氣，多次重復(fù)地進(jìn)行，根據(jù)抽出空氣的水露點(diǎn)判定管道

27、干燥的效果。此方法作業(yè)簡單，但不能連續(xù)工作，干燥的速度慢，效率低。此方法在崖城13-1氣田至香港的輸氣管道投產(chǎn)中應(yīng)用。2.2.真空干燥法真空干燥法第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 輸氣管道干燥輸氣管道干燥 此方法的除水階段與真空干燥法相同，在管道的干燥階段將深度脫水的超干空氣(水露點(diǎn)在-5070)注入管道，吸收管道中的殘水使管道干燥。 超干空氣法是在管道的一端注入超干空氣，在管道的另一端排氣，根據(jù)排出氣體的水露點(diǎn)判定管道的干燥效果。此方法能連續(xù)作業(yè)，干燥的速度比真空法快。由于陸上管道可以多作業(yè)段同時(shí)施工。對(duì)于陸上管道或干燥段的長度在

28、150km以內(nèi)，宜首選超干空氣法。西氣東輸管道就是采用了超干空氣法，分若干作業(yè)段進(jìn)行干燥。3.3.超干空氣法超干空氣法 第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止 天然氣管道水化物堵塞的處理天然氣管道水化物堵塞的處理 在輸氣管道運(yùn)行中需經(jīng)常監(jiān)監(jiān)控天然氣的氣質(zhì)控天然氣的氣質(zhì)，輸氣管道的進(jìn)氣口應(yīng)配備氣質(zhì)監(jiān)控儀表，包括微水分析、硫化氫和二氧化碳分析儀等。對(duì)天然氣的水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)、硫化氫和二氧化碳含量等進(jìn)行檢測。判斷管道內(nèi)是否出現(xiàn)水合物及可能堵塞的部位，及時(shí)采取防治措施。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然

29、氣水化物的防止1.1.干線冰堵處理措施干線冰堵處理措施 天然氣管道水化物堵塞的處理天然氣管道水化物堵塞的處理 準(zhǔn)確判斷冰堵的位置。根據(jù)情況通知上游減量供氣或是停止供氣；下游減量用氣或是停止用氣。 關(guān)斷冰堵上下游閥室的截?cái)嚅y，并進(jìn)行放空。通常情況下，放空后將解堵。 在冰堵點(diǎn)的高處注緩解劑，如甲醇、丙三醇等。 利用熱源加熱天然氣，提高天然氣的溫度，破壞水合物形成的條件，對(duì)局部管段冰堵進(jìn)行解堵。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（八）天然氣水化物的防止（八）天然氣水化物的防止2.2.場站冰堵處理措施場站冰堵處理措施 天然氣管道水化物堵塞的處理天然氣管道水化物堵塞的處理 準(zhǔn)確判斷冰堵的位置

30、，根據(jù)情況通知相應(yīng)用戶減量用 氣或是停止用氣，減少冰堵兩端的壓差。 利用熱源對(duì)冰堵位置進(jìn)行加熱，破壞水合物形成的條件進(jìn)行解堵，如澆注熱水，增加電伴熱等。 在冰堵點(diǎn)上游處注緩解劑，如甲醇、丙三醇等。 關(guān)斷冰堵位置上下游閥門，并進(jìn)行放空解堵。燃燒的定義燃燒的定義: : 燃燒是可燃物質(zhì)可燃物質(zhì)(氣體、液體或固體)與助燃物助燃物(氧或氧化劑)發(fā)生的伴有放熱和發(fā)光的一種激烈的化學(xué)反應(yīng)。 它具有發(fā)光、發(fā)熱發(fā)光、發(fā)熱、生成新物質(zhì)生成新物質(zhì)三個(gè)特征三個(gè)特征。最常見、最普通的燃燒現(xiàn)象是可燃物在空氣或氧氣中燃燒。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性

31、燃燒必須同時(shí)具備下述三個(gè)條件：可燃性物質(zhì)、助燃性物質(zhì)、點(diǎn)火源。每一個(gè)條件要有一定的量，相互作用，燃燒方可產(chǎn)生。 (1)可燃物 (2)助燃物 (3)點(diǎn)火源 第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性 物質(zhì)由一種狀態(tài)迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，并瞬間以機(jī)械功的形式放出大量能量的現(xiàn)象，稱為爆炸。爆炸現(xiàn)象爆炸現(xiàn)象特征特征爆炸過程進(jìn)行的很快爆炸過程進(jìn)行的很快爆炸爆炸點(diǎn)點(diǎn)附近瞬間附近瞬間壓力急劇上升壓力急劇上升發(fā)出聲響發(fā)出聲響周圍介質(zhì)發(fā)生震動(dòng)或周圍介

32、質(zhì)發(fā)生震動(dòng)或鄰近物質(zhì)遭到破壞鄰近物質(zhì)遭到破壞第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性天然氣的爆炸天然氣的爆炸極限極限爆炸下限爆炸下限可燃?xì)怏w與空氣混合，經(jīng)點(diǎn)火發(fā)生爆炸所必須的最低最低可燃?xì)怏w（體積）濃度爆炸上限爆炸上限可燃?xì)怏w與空氣混合，經(jīng)點(diǎn)火發(fā)生爆炸所容許的最高最高可燃?xì)怏w（體積）濃度因此，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度低于下限或高于上限時(shí)，則混合物是安全的。天然氣的爆天然氣的爆炸極限是炸極限是5 515%15%第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性天然氣與空氣組成的氣體混合物，其中

33、天然氣的體積占總體積的1515以上時(shí)著火為正常燃燒，若占5 51515時(shí)點(diǎn)火即爆炸。天然氣的爆炸是在一瞬間產(chǎn)生高壓、高溫的燃燒過程，爆炸波可達(dá)20003000m/s，造成很大的破壞力。天然氣在大口徑輸氣管線里和空氣混合發(fā)生爆炸時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)迅速著火爆燃現(xiàn)象著火爆燃現(xiàn)象。這種所謂的爆燃現(xiàn)象是由于在著火介質(zhì)中有沖擊波產(chǎn)生，并且迅速運(yùn)動(dòng)，使介質(zhì)溫度、壓力和密度急劇增大，加速了它的化學(xué)反應(yīng)，從而使破壞性增強(qiáng)。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性 壓力與爆炸極限的關(guān)系壓力與爆炸極限的關(guān)系由圖1-3可見，壓力低于6.65kpa(50mmhg)

34、時(shí)，天然氣與空氣的混合物不可燃；由圖1-4可見，壓力高于101.325kpa時(shí)，隨著壓力的增加，爆炸上限也顯著增加。 火災(zāi)發(fā)生后，隨著時(shí)間的延續(xù)，損失數(shù)量迅速增長，損失大約與時(shí)間的平方成比例，如火災(zāi)時(shí)間延長一倍，損失可能增加四倍。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性火災(zāi)與爆炸的破壞作用火災(zāi)與爆炸的破壞作用爆炸可能僅在1秒種內(nèi)爆炸過程已經(jīng)結(jié)束，設(shè)備損壞、廠房倒塌、人員傷亡等巨大損失也將在瞬間發(fā)生。同時(shí)伴隨發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲、壓力上升、真空和電離等現(xiàn)象，具有很大的破壞作用。其破壞作用的大小與爆炸物的數(shù)量和性質(zhì)、爆炸時(shí)的條件以及爆炸位置

35、等因素有關(guān)。第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性火災(zāi)與爆炸的破壞作用火災(zāi)與爆炸的破壞作用爆炸的破壞形式： （1） 震蕩作用 （2） 沖擊波的破壞作用 （3） 碎片沖擊 （4） 造成火災(zāi) （5） 造成中毒和環(huán)境污染第四講第四講 天然氣的物理性質(zhì)天然氣的物理性質(zhì)（九）天然氣的可燃性與爆炸性（九）天然氣的可燃性與爆炸性火災(zāi)與爆炸的破壞作用火災(zāi)與爆炸的破壞作用目目 錄錄1 1第一講第一講: : 認(rèn)識(shí)天然氣認(rèn)識(shí)天然氣2 2第二講：天然氣的組成第二講：天然氣的組成3 3第三講：天然氣的分類第三講：天然氣的分類4 4第四講：天然氣的物理性質(zhì)第

36、四講：天然氣的物理性質(zhì)5 5第五講：天然氣的氣質(zhì)第五講：天然氣的氣質(zhì)6 6第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第六講：天然氣開采集輸與供應(yīng)第五講第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì) 城市燃?xì)馐蔷哂幸欢ǘ拘院停ɑ颍┲舷⑿缘囊兹家妆瑲怏w，它是在壓力狀態(tài)下儲(chǔ)存、輸送和使用的，城市燃?xì)夤?yīng)中，常由于燃?xì)庵械碾s質(zhì)影響燃?xì)獾陌踩?yīng)。 為了高效和經(jīng)濟(jì)地使用為了高效和經(jīng)濟(jì)地使用城市燃?xì)?，必須?duì)燃?xì)獾某鞘腥細(xì)猓仨殞?duì)燃?xì)獾臒嶂?、壓力、適應(yīng)燃具能熱值、壓力、適應(yīng)燃具能力、防止阻塞通道等方面力、防止阻塞通道等方面提出質(zhì)量要求。提出質(zhì)量要求。第五講第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)（一）天然氣質(zhì)量指標(biāo)（一）天然氣質(zhì)量指標(biāo)天然氣g

37、b17820規(guī)定的質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，將天然氣分為三類。一、二類天然氣主要用作民用燃料，三類天然氣主要用作工業(yè)原料或燃料。項(xiàng)目項(xiàng)目一類一類二類二類三類三類試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法高熱值（高熱值（mj/ mmj/ m3 3）31.431.4gb/t 11062gb/t 11062總硫（以硫計(jì)總硫（以硫計(jì)mg/mg/ m m3 3）100100200200460460gb/t 11061gb/t 11061硫化氫（硫化氫（mg/mg/ m m3 3）6 62020460460gb/t 11060.1gb/t 11060.1二氧化碳（體積二氧化碳（體積% %）3.03.0gb/t 13610gb/t 13610水

38、露點(diǎn)水露點(diǎn)天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低低環(huán)境溫度低5 5gb/t 17283gb/t 17283第五講第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)（一）天然氣質(zhì)量指標(biāo)（一）天然氣質(zhì)量指標(biāo)v 天然氣發(fā)熱量，總硫、硫化氫含量、水露點(diǎn)指標(biāo)應(yīng)符合一、二類天然氣的規(guī)定。v 氣體體積的基準(zhǔn)參比條件是：101.325kpa，20。v 在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣中應(yīng)無游離水。無游離水是指天然氣經(jīng)機(jī)械分離設(shè)備分不出游離水。v 在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的烴露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5。v 天然氣中不應(yīng)有固態(tài)、液態(tài)

39、或膠狀物質(zhì)。第五講第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)（二）天然氣中的雜質(zhì)及其危害（二）天然氣中的雜質(zhì)及其危害 從氣井中產(chǎn)生的天然氣，往往含有氣體、液體和固體雜質(zhì)。液體雜質(zhì)有水和油，固體雜質(zhì)有泥沙和巖石顆粒，氣體雜質(zhì)有h2s、co2等。這些雜質(zhì)如不及時(shí)除掉，會(huì)對(duì)采氣、輸氣、脫硫和使用帶來很大危害，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 增加輸氣阻力，使管線輸送能力下降。增加輸氣阻力，使管線輸送能力下降。使天然氣流量測量不準(zhǔn)使天然氣流量測量不準(zhǔn)含硫地層水會(huì)腐蝕管線和設(shè)備含硫地層水會(huì)腐蝕管線和設(shè)備天然氣中的固體雜質(zhì)在高速流動(dòng)時(shí)會(huì)沖蝕管壁天然氣中的固體雜質(zhì)在高速流動(dòng)時(shí)會(huì)沖蝕管壁主主要要危危害害固體或液體雜質(zhì)必須清除干凈固

40、體或液體雜質(zhì)必須清除干凈（二）天然氣的質(zhì)量要求（二）天然氣的質(zhì)量要求管輸過程中不出現(xiàn)液態(tài)水管輸過程中不出現(xiàn)液態(tài)水硫化氫和二氧化碳的含量少硫化氫和二氧化碳的含量少第五講第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)（三）城市燃?xì)饧映簦ㄈ┏鞘腥細(xì)饧映?天然氣中的甲烷屬天然氣中的甲烷屬“單純窒息性單純窒息性”氣體，高濃度時(shí)人會(huì)因氣體，高濃度時(shí)人會(huì)因缺氧而引起中毒，當(dāng)空氣中的甲烷濃度達(dá)到缺氧而引起中毒，當(dāng)空氣中的甲烷濃度達(dá)到25%25%30%30%時(shí)人會(huì)時(shí)人會(huì)出現(xiàn)頭昏、呼吸加速、運(yùn)動(dòng)失調(diào)。這就要求燃?xì)獗仨毦哂幸怀霈F(xiàn)頭昏、呼吸加速、運(yùn)動(dòng)失調(diào)。這就要求燃?xì)獗仨毦哂幸欢ǖ亩ǖ摹爱愇懂愇丁被蚧颉俺粑冻粑丁薄?臭味強(qiáng)度和人

41、的嗅覺能力有關(guān)。臭味的強(qiáng)度等級(jí)國際臭味強(qiáng)度和人的嗅覺能力有關(guān)。臭味的強(qiáng)度等級(jí)國際上燃?xì)庑袠I(yè)一般按嗅覺分級(jí)（通常稱為上燃?xì)庑袠I(yè)一般按嗅覺分級(jí)（通常稱為salessales等級(jí)）。嗅等級(jí)）。嗅覺能力一般的正常人，在空氣覺能力一般的正常人，在空氣燃?xì)饣旌衔锍粑稄?qiáng)度達(dá)到燃?xì)饣旌衔锍粑稄?qiáng)度達(dá)到2 2級(jí)時(shí)，能察覺空氣中存在燃?xì)?。?jí)時(shí)，能察覺空氣中存在燃?xì)?。嗅覺分級(jí)嗅覺分級(jí)第五講第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)（三）城市燃?xì)饧映簦ㄈ┏鞘腥細(xì)饧映舫粑稄?qiáng)度等級(jí)臭味強(qiáng)度等級(jí)人的嗅覺反應(yīng)人的嗅覺反應(yīng)0 0級(jí)級(jí)沒有臭味沒有臭味0.50.5級(jí)級(jí)極微小的臭味（可感點(diǎn)的開端）極微小的臭味（可感點(diǎn)的開端）1 1級(jí)級(jí)弱臭味弱

42、臭味2 2級(jí)級(jí)臭味一般，可由一個(gè)身體健康且嗅覺能力臭味一般，可由一個(gè)身體健康且嗅覺能力一般的人識(shí)別，相當(dāng)于報(bào)警或安全濃度一般的人識(shí)別，相當(dāng)于報(bào)警或安全濃度3 3級(jí)級(jí)臭味強(qiáng)臭味強(qiáng)4 4級(jí)級(jí)臭味非常強(qiáng)臭味非常強(qiáng)5 5級(jí)級(jí)最強(qiáng)烈的臭味，是感覺的最高極限。超過最強(qiáng)烈的臭味，是感覺的最高極限。超過這一級(jí)，嗅覺上臭味不再有增強(qiáng)感覺這一級(jí)，嗅覺上臭味不再有增強(qiáng)感覺臭味強(qiáng)度臭味強(qiáng)度第五講第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)（三）城市燃?xì)饧映簦ㄈ┏鞘腥細(xì)饧映舻谖逯v第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)加臭劑要求加臭劑要求 經(jīng)常使用的加臭劑是四氫噻吩(tht)、乙硫醇(c2h5sh)、三丁基硫醇(tbm)等。 加臭劑氣味要強(qiáng)烈、獨(dú)特、有刺激性，還應(yīng)該持久且不易被其他氣味所掩蓋； 加臭劑及其燃燒產(chǎn)物對(duì)人體無害； 不腐蝕管線及設(shè)備；沸點(diǎn)不高且易于揮發(fā)，在運(yùn)行條件下有足夠的蒸氣壓； 其蒸汽不溶于水和凝析液，不與燃?xì)饨M分發(fā)生反應(yīng)，不易被土壤吸收； 價(jià)廉而不稀缺。（三）城市燃?xì)饧映簦ㄈ┏鞘腥細(xì)饧映舻谖逯v第五講 天然氣的氣質(zhì)天然氣的氣質(zhì)加臭劑用量規(guī)定加臭劑用量規(guī)定 對(duì)于天然氣和氣態(tài)液化石油氣的加臭劑用量，一般規(guī)定在燃?xì)庑孤┑娇諝庵?，可燃?xì)怏w濃度達(dá)到爆