天然气性质与管输概要.ppt

气体性质和气体运输系统基本上是由油构成的。第一，天然气的概念2，天然气的组成、分类和使用3，基本概念4，天然气的主要特性5，天然气输送中的压力，温度的概念6，天然气管道输送系统的基本组成，一，天然气的概念，自然产生的，基于碳氢化合物的可燃气体和少量不可燃气体的混合气体被称为天然气。天然气和石油是由有机物制成的，也就是说，古代生物(动物和植物)在一定的环境下生产。几万年前，地球上的动植物，特别是浅海及其边缘、江河海洋、湖泊、沼泽中生长的动植物，随着地球演化和自然环境的变化，逐渐死亡，埋在泥土等沉积物中，与空气隔离，在缺氧的沉积环境中，通过形成压力、温度、辐射、催化剂等复杂的物理化学作用使有机物发酵分解，逐渐转变为天然气和石油。第二，天然气的组成、分类和使用；第一，天然气的组成天然气主要是碳氢化合物和少量其他气体的低分子配合的混合物。主要是甲烷和少量(CH4)的乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、戊烷(C5H12)，其次是烷烃之上，氮(N2)气体：通常是指没有硫含量或硫含量低于20mg/m3的天然气。干净的煤气不需要脱硫净化处理，管道运输或普通用户也可以使用。酸性天然气：一般指硫含量高于20mg/m3的天然气。硫化氢和其他硫化物成分一般具有腐蚀性和毒性，影响用户的使用，管道运输或普通用户使用需要经过脱硫净化处理。低硫天然气：天然气的硫化氢含量约为0.01%-1%(体积比)。中硫天然气：天然气的硫化氢含量约为1%-2%(体积比)。高含硫天然气：天然气的硫化氢含量约为2%-7%(体积比)。3、天然气使用(1)清洁燃料。天然气具有发热量大、运输和使用方便、燃烧完全无铅、价格低廉的优点。因此，天然气广泛用于交通、冶金、电力、化学工业等产业的内燃机、汽车、炼钢、发电、工业锅炉、加热炉等，大量供应城市居民作为生活燃料，在世界燃料的消费结构中，天然气超过20%。(2)化学原料。使用天然气作为化学原料具有水性、灰分、硫化物等杂质较少，易于使用、处理的优点。可以降低生产的产品成本，提高劳动生产率。可以利用天然气生产的化学中间产品有氨、甲醇、乙炔、炭黑等，可以利用上述中间产品进一步加工氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、塑料、高能燃料等。第三，基本概念，I .标准状态和标准体积天然气是一般温度，压力条件下的气体，压缩性很强，只有在指明温度压力的情况下，才能按体积测量。(1)。标准状态：天然气产业常用的特定状态天然气体积的测量单位，这种状态称为标准状态。a .在我国石油行业标准SYL04-83 天然气流量的标准孔板计量方法中，度量衡的标准状态是；20，1标准大气压力(101325Pa)。b .我国城市燃气行业采用的标准状态为0，1标准大气压力。(2)。在标准状态下测量的1立方米的天然气称为1标准立方米等标准状态下天然气的体积称为标准体。记录为1Nm)。ii .天然气组成的表示方法(1)体积分数：各种成分的分量占天然气总体积的百分比。注：对于相同的天然气，根据温度和压力条件，每个组的体积分数不相同。(2)摩尔分数：天然气各种成分的摩尔体积分数占天然气总摩尔数的比例。(摩尔是物质的质量单位，1摩尔纯物质的质量等于该物质的分子量。理想气体的混合体系，其各种成分的摩尔分数等于它的体积分数。(3)质量分数：天然气中各种成分的质量在天然气总质量中所占的比例。注：对于相同的天然气，温度和压力条件不同的组确定质量分数。iii .天然气的密度和相对密度(1)天然气的密度：单位体积天然气的质量。相同天然气的密度取决于温度和压力。天然气可以在0，物理大气压(101325Pa)条件(称为物理标准状态)下视为理想气体，因此1摩尔天然气占地22.4升(12.5升)的体积，可以计算出天然气在物理标准状态下的密度，=Mg/22.4L。-根据天然气的物理标准状态密度、克/升mg-天然气表观分子量(平均分子量)乘以每个分单位的分子量进行计算。例如：空气的体积组成为：氧等于21%，氮等于79%，氧分子量为32，氮分子量为28，空气的平均分子量为320.21 280.79 29甲烷的分子量为16，标准状态的密度为0.7143克/升，相当于0.7143公斤/立方米。(2)天然气的相对密度：在相同的温度、压力条件下，天然气的密度和空气的密度(1.293kg/m)的比率。相对密度的大小反映了天然气中碳氢成分的含量(相对密度越大，碳氢成分就越多)，天然气的相对密度为0.58-0.62，石油和相关气体的相对密度为0.7-0.85。4，天然气的粘度气体与液体一样，表示在流动过程中产生内部摩擦或机械能损失的特性，此特性称为气体粘度。在流场中，速度梯度为1个单位时，单位面积的内摩擦是流体的动态粘度。动粘度(单位：/s)是：流体的动粘度(单位：Pas)与密度()之比。气体粘度的生成原理与液体不完全相同。大多数液体的粘度随温度的增加而减少。气体的粘度与成分、压力和温度相关，在低压条件下，气体的粘度随温度的增加而增加。在高压条件下，气体的粘度随着压力的增加而增大，随着温度的增加而减少。注：温度升高，气体分子的无序热运动增加，气体分子交换引起的内摩擦加剧。压力越大，气体的特性越来越接近液体，温度对气体粘度的影响也越来越接近液体。压力提高到一定限度时，温度升高会降低气体粘度。甲烷的这个临界压力约为10MPa。5、天然气的水分含量天然气的水分含量表示天然气的水蒸气含量。(1)，绝对湿度天然气的绝对湿度表示天然气中水蒸气的质量，单位为mg/m3。天然气的压力和温度在一定条件下，天然气的含水量达到某个最大值(即天然气中液态水开始凝固沉淀)时，称为天然气的水蒸气饱和。天然气在水蒸气饱和时的绝对湿度称为饱和湿度。(2)，相对湿度单位容积天然气的含水量等条件(温度、压力)下水蒸气饱和状态天然气的含水量比例。天然气绝对湿度与饱和湿度的比率，(3)露点是在特定压力下天然气水分含量首次达到饱和湿度时的温度，在这种压力下天然气的水露点，称为露点。气体根据压力有不同的露点。压力越大，露点越高，压力越小，露点越低。天然气在管道输送中的压力条件下，随着输送距离的增加，天然气的温度逐渐降低，天然气的温度下降到露点温度，液态水凝固沉淀。因此，天然气在输送管道时，要尽量去除其中的水蒸气，将露点减少到压力条件下的气体温度以下。第四，天然气的主要特性，第一，天然气的爆炸性概念1，燃烧：燃烧是物质的强烈氧化，是持续稳定和发光热氧化的过程。2，爆炸：爆炸是物质在很短的时间内激烈氧化，瞬间向外扩散，发光，发热，产生冲击波的，不连续的，不稳定的氧化过程。3、爆炸限制：当空气包含天然气时，其数量减少到无法制造爆炸混合物的量。4，爆炸极限：当空气包含天然气时，其含量增加到无法形成爆炸混合物的那种量。5，天然气爆炸范围常温常压下，通常在5%-15%(体积)范围内。不同天然气成分的爆炸范围有所变化，但变化不大。瓦斯爆炸条件和特性1，爆炸条件a .必须有天然气和空气的混合物。b .混合物的浓度必须在爆炸范围内。c .必须满足爆炸所需的温度。2.特性天然气和空气的混合物必须同时满足上述三个条件才能发生爆炸，三者之一是必要的。第二，天然气的节流效果1，节流效果的概念气体被压力突变(例如压力调节阀)导致温度急剧降低，甚至结冰也称为汤姆森效应。2、节气门冷却现象的原因气体在节气门中突然发生压降，使气体迅速膨胀，对外工作。气体在很短的时间内与外部进行热交换太晚，大致可以看作是绝热膨胀，因此只能消耗气体本身的内部能量，在外部工作，内部能量与气体的温度成正比，气体的温度也急剧下降。3，节流压力，温度关系：P1，T1节流压力，温度。P2、T2节流压力、温度。k绝热指数，普通天然气1.2-1.4，干气1.3，水分1.2。4、节流效果的风险和使用风险：水合物生成，甚至结冰，管道，设备，仪表切断。用途：通过节流降温，可以去除天然气中的水和凝结水。节流效果适用于所有实际气体。3，天然气水合物1)天然气水合物的特性天然气水合物是复杂的、不稳定的白色晶体，看起来像松散或稠密的眼睛。天然气水合物是由碳氢化和几个分子组成的水合物。例如：CH4.6H2O、C2H6.8H2O、C3H8.17H2O、C4H10.17H2O、H2S.6H2O、CO2.6H2O等戊烷以上的烷烃一般不会形成水合物。水合物是一种不稳定的化合物，在温度上升或压力下降到合适的值时，会分解成碳氢化合物和水。2)天然气水合物形成条件1，天然气水蒸气过饱和状态或液态水存在。2、天然气具有足够高的压力和足够低的温度。第三，第二，还有辅助条件。a压力波动b被突变扰乱。c有晶体。3)形成水合物临界温度的概念，即气体温度上升到一定值时，压力再大也不能形成水合物的话，这种温度称为天然气形成水合物的临界温度。4)水合物的形成曲线从图中可以看出以下结论。1、压力恒定时温度越高，水合物的形成就越不容易。温度恒定时，压力越低，形成水合物就越不容易。温度和压力达到一定的值才能形成水合物。5)水合物对煤气生产的影响水合物在煤气干线或加油站的特定段(如弯头、阀门、节流装置等上形成，气体流通面积减少，形成局部堵塞，上游压力增加，下游压力降低，严重时发生设备损坏及人员伤害等安全事故，影响正常煤气运输，为用户保持良好的煤气供应。另外，水合物在孔板中形成，会影响气体流量测量的准确度。6)如何防止水合物的形成根据天然气水合物形成的主要条件，气体中饱和水蒸气是形成水合物的内因，温度和压力是形成水合物的外因。因此，阻止水合物生成可以从两个方面考虑。一个是提高天然气的运输温度，另一个是降低天然气的水分含量。1、提高天然气的流动温度。即在节流前加热天然气，或放置与燃气管道平行的热追踪管线，使天然气的流动温度保持在露点以上。2、去除天然气中的水蒸气，降低天然气的水露点。具体做法：(1)，在长输管道上安装分配器，不包括凝结水。(2)，在矿井集水处加热支气管，防止水合物的形成。(3)暂时减少煤气排放、减少煤气管道压力或增加煤气供应，没有其他办法分解和排出已经形成的水合物。(4)在煤气管道上喷洒化学反应剂，吸收煤气中的水分，减少气场，防止水合物的形成，或促进水合物分解。(5)煤气进入煤气干线之前脱水是防止水合物形成的根本方法。气场低于管道周围介质(土壤、空气等)的最低温度5-7 ，可防止水合物的形成。解决水合物堵塞的方法有：第一，低血压，第二，加热，第三，防冻剂(甲醇)。第五，气体输送压力，温度概念，一，压力1，垂直作用于壁单元区域的力的概念。单位：Kgf/cm2、MPa、KPa、Pa、物理大气压等。2，常用压力的单位转换1 MP a=10k pa=10 6p a1 MPa=10.197 kgf/cm2-10k gf/cm 21p si=0.070307 kgf/cm2=0.0066 MP 1 ATM(2)表压力：测量指压基准压力值，即压力表显示的压力值。(3)真空度：是指示低于大气压力的程度的物理量，其大小是低于大气压力的压力值的一部分。绝对压力线大气压线绝对真空线真空度表压力(4)绝对压力、表压力、真空度相关P表=P绝对-P大气压P真空=P大气压-P绝对，2，温度1，概念温度是表示物体高温和低温程度的物理量，是分子平均转换动能的标志。单位：摄氏温度标准，绝对温度标准k，华氏F. (1)摄氏温度标准，纯净水的冰点为0，沸点为100 。然后指定位置。这种温度计称为摄氏温度指标。(2)绝对温度计在摄氏零下273.15 的0到绝对0度，这种温度计称为绝对温度指标。(3)华氏温度为摄氏0度到32F，100 到212F，这种温度计称为华氏。第六，燃气管道传输系统的基本配置，第一，基本配置燃气管道传输系统是燃气井和用户之间复杂而庞大的管道和设备的生产、运输、网络。煤气从煤气井提取并输送给消费者。净化天然气井和天然气田矿集山网煤气科级及天然气干线城市或工业园区的机关网用户是基本运输过程。燃气管道系统可以分为煤气收集、分配线和煤气干线、煤气增压站、煤气净化厂、输配站、清洁和声保站。二、功能和功能1、燃气管道、燃气输送作业一般分为矿山收集线、矿山收集线、燃气管道和燃气管道四类。(1)矿井瓦斯收集点。气井将从瓦斯收集站提取的天然气输送到收集站，分离泥浆沙和自由水，去除凝结水，降低低血压等初步处理。(2)矿山收尘干线。这是煤气处理站、增压站、或煤气循环路的第一站管道。(3)天然气输送干线是将天然气处理厂或天然气干线首次连接到城市煤气分配或工业企业一级站的管道。(4)配气管道。从加油站一级到城市加油站，是每个用户的管道。2，天然气增压站。就是加压天然气，提高运输能力。3、天然气处理厂。其任务是去除天然气中的含硫成分和气体数，以满足天然气管道输送基质的要求。4、输配水站。加油站将加油站和加油站合并，分离从上方上升的天然气，除尘，电压调节测量后下降，同