Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Влажность и кристаллогидраты углеводородных газов


Влажность и кристаллогидраты углеводородных газов

Влажность газов. В природных газах содержание влаги зависит от температуры и давления. Чем выше температура газа, тем больше влаги содержится в единице объема газа. Давление газа имеет обратное действие: с повышением давления влажность газа уменьшается.

Пары воды могут насыщать газ до определенного давления, равного давлению насыщенного водяного пара при данной температуре. Если содержание водяных паров превысит этот предел, то произойдет их конденсация, т. е. переход в жидкое состояние.

Температура, при которой газ полностью насыщен водяными парами, называется точкой росы данного газа. Наличие влаги в газе нежелательно, так как при транспортировании газа происходит внутренняя коррозия трубопроводов и арматуры, а также образование закупорок газопроводов. Кроме того, содержание влаги снижает теплоту сгорания газа. Поэтому до подачи газа в городские газовые сети производится его тщательная осушка путем поглощения водяных паров твердыми или жидкими поглотителями. Однако несмотря на тщательную очистку, газовое топливо, распределяемое по городским газопроводам, содержит некоторое количество водяных паров. Может произойти и дополнительное насыщение газа водой, попадающей в газопроводы при их строительстве.

Различают абсолютную и относительную влажность. Абсолютная влажность — это количество паров в граммах в 1 м3 газа.

Под относительной влажностью понимают процентное отношение фактического количества водяных паров к максимально возможному его содержанию при данных температуре и давлении. Относительная влажность насыщенного газа равна 1.

При транспортировании газа, насыщенного влагой, возможно образование кристаллогидратов, которые представляют собой химические соединения газов с водой, внешне похожие на лед. Их состав М-6Н20, где М — молекула углеводорода. Метан образует соединения: СН4-6Н20; СН4-7Н20. Кристаллогидраты образуются при определенных температуре и давлении газа.

Устойчивое существование кристаллогидратов природного газа возможно при температуре от —5 °С до 10 °С и при давлениях соответственно 6…20 кгс/см2 (0,6 МПа…2 МПа). При более высоких температурах или более низких давлениях газа кристаллогидраты не образуются.

Для индивидуальных газов существует максимальная температура, сверх которой повышение давления не может вызвать образование кристаллогидратов. Эта температура называется критической температурой гидратообразования. Для метана она 21,5, для этана 14,5 и пропана 5,5 °С.

Образование кристаллогидратов вызывает закупорки промысловых и магистральных газопроводов. Разрушают кристаллогидраты путем снижения давления в системе, разогрева участка трубопровода или ввода в поток газа метанола, способствующего разрушению кристаллогидратов.

Во избежание образования гидратов газ осушают до точки росы, температура которой должна быть на 6…7 °С ниже температуры газа в газопроводе.

Советские ученые первыми в мире начали изучать природные газовые гидраты как полезные ископаемые. Ими открыт в земной коре новый вид полезных ископаемых — «твердый газ». Что же представляет собой «твердый газ»? Это газовые гидраты, твердые соединения природного газа и воды, по физическим свойствам и внешне похожие на лед. Из одного кубического метра такого «льда» может высвободиться до 180 м3 природного газа.

Установлено, что география залежей твердого газа на континентах совпадает с зоной распространения многолетней мерзлоты и охватывает около 40 млн. квадратных километров.

В нашей стране проводятся исследования, направленные на использование газовых гидратов в различных технологических процессах: для хранения газов, очистки и опреснения природных и промышленных вод, извлечения из водных растворов ценных компонентов и др.

Тепловой эффект сжатия и расширения газов. Из основных законов газового состояния можно сделать вывод, что при сжатии газы нагреваются, а при расширении охлаждаются. Поэтому при сжатии природного газа, например на компрессорных станциях, для транспортирования по магистральным газопроводам приходится охлаждать его в водяных или воздушных теплообменниках.

После прохождения природного газа через задвижки, фильтры, регулирующие клапаны ГРП и ГРС, сужения газопроводов происходит его резкое расширение. Процесс, при котором происходит необратимое превращение работы, затрачиваемой на изменение давления при движении газа, в теплоту, называется дросселированием. При транспортировании газа по магистральным газопроводам дросселирование влечет за собой резкое падение давления и понижение температуры газа. Этот процесс называется положительным эффектом Джоуля—Томсона. На ГРП и ГРС это явление может вызвать обмерзание трубопроводов, запорных, регулирующих и сужающих устройств.

Для характеристики процесса введен коэффициент Джоуля — Томсона. Так, для метана при Р = 0,52 МПа (5,2 кгс/см2) и I = 25°С этот коэффициент равен 0,4 град/МПа, т. е. снижение его давления на 0,1 МПа (1 кгс/см2) вызывает понижение температуры на 0,4 °С. Для природного газа во всем диапазоне давлений и температур, которые имеют место при редуцировании газа на ГРС, среднее значение коэффициента Джоуля — Томсона принимается равным 5,5 град/МПа, т. е. при снижении давления газа на 1 МПа его температура понижается на 5,5 °С.

При дросселировании газа во всех случаях снижается температура и уменьшается относительная влажность.



Похожие статьи:
Оказание помощи пострадавшим

Навигация:
Главная → Все категории → Основы газового хозяйства

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум