籍鳳凱 周旭昭 郭安娜

摘要：在高壓輸配機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)中，高壓供應(yīng)的商品天然氣容易在特殊工況下發(fā)生降壓，會(huì)使天然氣產(chǎn)生逆向凝析的現(xiàn)象，在氣相中容易發(fā)生形成嚴(yán)重的烴液滴。因此，應(yīng)該嚴(yán)格規(guī)定烯烴露點(diǎn)指標(biāo)，才能夠保障整個(gè)生產(chǎn)體系安全穩(wěn)定地運(yùn)行。天然氣的組成部件非常復(fù)雜，相態(tài)特性與其他簡(jiǎn)單的多元化學(xué)混合物截然不同，給進(jìn)行商品天然氣烯烴的露點(diǎn)測(cè)量工作提供了極大的難度。

關(guān)鍵詞：商品天然氣烴露點(diǎn);測(cè)定方法;溯源性分析

商品天然氣在高壓輸送時(shí)情況下通常會(huì)使其出現(xiàn)一種反凝析的現(xiàn)象，其在空氣中容易形成凝結(jié)的重?zé)N液滴，會(huì)給輸配氣系統(tǒng)中的設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p傷，會(huì)直接損傷最終用戶(hù)。因此，工作人員要對(duì)此問(wèn)題予以關(guān)注和重視，在輸送到大量的商品和天然氣系統(tǒng)的過(guò)程中，應(yīng)該明確各種烴露點(diǎn)的質(zhì)量指標(biāo)，以此才能夠有效地保障我們的生產(chǎn)管理系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定地正常運(yùn)行。

一、冷卻鏡面法測(cè)定烴露點(diǎn)

在測(cè)定天然烴露點(diǎn)時(shí)，需要嚴(yán)格按照我國(guó)相關(guān)規(guī)定，采用冷卻鏡面水、烴露點(diǎn)儀，然后運(yùn)用目測(cè)法測(cè)定天然氣烴露點(diǎn)的方法，但此方法具有局限性，只適合用在單相管輸天然氣。

手動(dòng)目測(cè)式冷鏡法露點(diǎn)儀的主要工作原理是：采用冷鏡法的樣品天然氣能夠在恒定的壓力下，以一定的流速通過(guò)水或儀器來(lái)測(cè)定室內(nèi)的各種拋光金屬鏡面，但要特別注意檢查溫度，其對(duì)于空氣和電磁波的影響能夠通過(guò)人為地降低，并且能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量。溫度減慢后，氣體就會(huì)開(kāi)始分解析出烴類(lèi)凝液，此時(shí)我們對(duì)鏡面溫度變化進(jìn)行了測(cè)定，得出的溫度值即為樣品中天然氣的烴類(lèi)凝液露點(diǎn)，觀察時(shí)有兩種方式，即目測(cè)或借助電子傳感器，也是手動(dòng)式與自動(dòng)式。

下面根據(jù)例子對(duì)其干擾因素與控制措施進(jìn)行分析，才能夠改善冷鏡目測(cè)法的測(cè)量準(zhǔn)確度。首先我們需要對(duì)烴料進(jìn)行一次在線(xiàn)取樣，在此取樣過(guò)程中對(duì)于氣源壓力與烴料露點(diǎn)都有一定的要求，不得超過(guò)0. 5mpa ，并且每個(gè)烴料露點(diǎn)不得到超過(guò)2.0攝氏度。在取樣期間其溫度一般應(yīng)該是要高于烯烴露點(diǎn)，再次進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，需要對(duì)各種有可能產(chǎn)生溫降的連接頭與管線(xiàn)處進(jìn)行保溫與加熱;與其他烴露點(diǎn)相比，由于天然氣的水露點(diǎn)很低，二者之間存在著較大的差異，但二者之間的差異就越大，觀察到的烴露點(diǎn)也就越加精確。如果烴的露點(diǎn)溫度高于水的露點(diǎn)，將會(huì)影響到烴的露點(diǎn)觀察，從而影響最終測(cè)量結(jié)果，出現(xiàn)誤差等現(xiàn)象。例如，當(dāng)水露點(diǎn)對(duì)于烴露點(diǎn)的檢測(cè)結(jié)果造成了干擾，觀察其中一個(gè)烴露點(diǎn)與另一個(gè)水露點(diǎn)之間在冷光下鏡面上的相互形成了凝析物的顏色與其形狀，進(jìn)而對(duì)其做出正確的判斷。在測(cè)定期間，如果發(fā)現(xiàn)鏡面上存在有殘留的有機(jī)物，需要及時(shí)地將其擦拭，其中丙酮與石油醚等溶劑用于去除有機(jī)污漬的效果是極佳的。

在一個(gè)惰性氣相系統(tǒng)中每當(dāng)流體化學(xué)出現(xiàn)時(shí)，第一滴惰性液體的氣相溫度變化為一個(gè)露點(diǎn)，此處的說(shuō)明依據(jù)流體化學(xué)以及熱力學(xué)而在理論中也可以分析得出。冷鏡法、冷靜式熱水、烴烴的露點(diǎn)溫度檢測(cè)儀等測(cè)量計(jì)均目的是在準(zhǔn)確觀察采用冷鏡法的表面烯烴經(jīng)過(guò)反射亮光后面所形成的液態(tài)烯烴檢測(cè)薄膜的露點(diǎn)基礎(chǔ)上，從而準(zhǔn)確判斷各種烴烴的露點(diǎn)。同時(shí)，某些不同元素原子組成的氣體樣本的空氣由于與氣和水、烯烴的暴露點(diǎn)等極其容易接近而也發(fā)生了電磁干擾。再者又加上不同生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)的可以測(cè)量不同水、烴露點(diǎn)數(shù)量值的電子測(cè)量?jī)x和計(jì)算機(jī)與不同工作站的原理不同，因此我們無(wú)法在相同露點(diǎn)數(shù)量的烴組成的固體樣本中同時(shí)得到相同的水烴露點(diǎn)數(shù)的值，因此，自動(dòng)式烴露點(diǎn)測(cè)定儀的測(cè)定值通常會(huì)進(jìn)行調(diào)整，使測(cè)定值與手動(dòng)儀器測(cè)定值幾近相同;或者將其調(diào)整至以熱學(xué)模型對(duì)已知組成氣體的計(jì)算值一致。

根據(jù)對(duì)上述影響因素進(jìn)行闡述，對(duì)此方法測(cè)量準(zhǔn)確度的說(shuō)明為：通過(guò)研究與參考天然氣露點(diǎn)含量等相關(guān)資料，從而得出冷卻面目測(cè)法獲得的準(zhǔn)確度更高。

在商品天然氣中，烴類(lèi)的露點(diǎn)屬于其中的一種化學(xué)物性，其所測(cè)量的結(jié)果未經(jīng)論證后不具有溯源性。因而無(wú)法針對(duì)儀表進(jìn)行精確的校準(zhǔn)，從而會(huì)嚴(yán)重影響檢驗(yàn)結(jié)果的精度。但當(dāng)前我國(guó)針對(duì)測(cè)量結(jié)果的溯源性要求沒(méi)有明確的規(guī)定，合格考核評(píng)估機(jī)構(gòu)的人員應(yīng)該能夠驗(yàn)證所獲得的測(cè)量結(jié)果都是具有計(jì)量和溯源屬性。另外，在我們進(jìn)行實(shí)際工藝過(guò)程中，烴類(lèi)露點(diǎn)在測(cè)量前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多很大數(shù)量的液烴凝結(jié)到了鏡面上，隨著空氣和惰性物質(zhì)冷凝的增加，鏡面附近的溫度傳感器也會(huì)發(fā)生變化，如果鏡面的溫度很低，其溫度比鏡面溫度還要低。根據(jù)對(duì)這些氣溫影響要素因子的準(zhǔn)確闡釋?zhuān)瑢?dǎo)致該檢測(cè)儀器所實(shí)時(shí)記錄的對(duì)聚烯烴的暴露點(diǎn)溫的值數(shù)和讀數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)都要低于儀器鏡面的實(shí)際平均氣溫。

二、計(jì)算法得出天然氣烴露點(diǎn)

天然氣主要是由復(fù)雜烴類(lèi)或者氣體混合物所組成，對(duì)于一個(gè)由給定烴類(lèi)組成的天然氣，其最高露點(diǎn)下的壓力為烴類(lèi)輸配電網(wǎng)壓力的中間位置值，因此，通過(guò)精準(zhǔn)地分析了天然氣的組成后，利用狀態(tài)方程法從而將某一特定電網(wǎng)壓力下的烴類(lèi)露點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得出。

根據(jù)關(guān)于天然烴在露點(diǎn)下計(jì)算的氣相色譜技術(shù)要求，其中明確地規(guī)定了狀態(tài)方程計(jì)算天然氣烴在露點(diǎn)下的氣相色譜分析技術(shù)要求，天然氣的組成色譜分析主要包括兩種惰性組分與烴類(lèi)，適用于2-2. 5mpa 的氣體溫度與壓力，并且溫度不得超過(guò)50攝氏度。該計(jì)算方法能夠有效地獲得自然氣烴中露點(diǎn)的分析準(zhǔn)確度，受到了取樣的代表性、氣象學(xué)和色譜分析結(jié)果的準(zhǔn)確性、微量重?zé)N擴(kuò)展分析所能夠達(dá)到的碳個(gè)體數(shù)、處理方法以及電腦軟件等多種因素的影響。

（一）重復(fù)性的影響

在分析常規(guī)天然氣樣品時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足天然氣組成分析氣象色譜法的規(guī)定。例如，將兩個(gè)天然氣樣品進(jìn)行分析，重復(fù)兩次，從而計(jì)算所得的天然氣組分中的含量和露點(diǎn)所計(jì)算的結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法可以得出，同一個(gè)天然氣樣品進(jìn)行分析兩次后所計(jì)算的結(jié)果差距約為2.8攝氏度;兩瓶樣本進(jìn)行分析后所得的烴類(lèi)露點(diǎn)之間的價(jià)差計(jì)算比較小，因此，氣相色譜法的分析技術(shù)在數(shù)學(xué)上具有明顯優(yōu)勢(shì)，并且能夠充分地滿(mǎn)足數(shù)學(xué)計(jì)算方法對(duì)各種組分物質(zhì)含量的分析重復(fù)性需求。

（二）碳數(shù)交叉的影響

通過(guò)對(duì)天然氣烴中微量重?zé)N組分的測(cè)定和分析，根據(jù)對(duì)天然氣烴中微量露點(diǎn)法所計(jì)算出的氣象學(xué)和色譜分析的要求，從其中碳原子形成交叉組分，例如，苯、甲基環(huán)乙烷等，應(yīng)單獨(dú)地進(jìn)行測(cè)定，能夠提升分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

結(jié)束語(yǔ)：

天然氣的輸配系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生反凝析的現(xiàn)象，應(yīng)先按規(guī)定烴露點(diǎn)的指標(biāo)，確保其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，并引起相關(guān)部門(mén)的重視。烴露點(diǎn)儀器是利用石油或煤炭作為水溶劑而制成的天然氣一種特殊物性，常見(jiàn)的冷鏡式烴露點(diǎn)儀由于其測(cè)量的結(jié)果并沒(méi)有具備可追蹤的溯源性，因此，無(wú)法對(duì)儀器進(jìn)行精確的校準(zhǔn)，而且測(cè)量結(jié)果的評(píng)定也沒(méi)有足夠準(zhǔn)確;同一個(gè)高壓下冷鏡法式烴露點(diǎn)儀進(jìn)行了校準(zhǔn)與調(diào)整，測(cè)得烴露點(diǎn)數(shù)值與被檢出的氣體中潛在的液烴含量之間存在著明確的聯(lián)系，以此能夠建立冷鏡法式烴露點(diǎn)儀的可追溯源校準(zhǔn)過(guò)程。

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作者簡(jiǎn)介：籍鳳凱，性別男，籍貫山東濰坊。出生1989.5，學(xué)歷本科，現(xiàn)從事天然氣長(zhǎng)輸管道的生產(chǎn)運(yùn)行管理工作

山東省天然氣管道有限責(zé)任公司 261200