Физико-химические свойства природных газов. Пересчет состава газа и конденсата, страница 11

Обновление диаграммы.

Метод, основанный на диаграммах был опубликован 10 лет назад и давал оценку содержания водного пара в высокосернистом природном газе для ряда условий, включая мольное процентное эквивалентное содержание Н₂S до 55 мольных процентов, давления до 70 МПа и температурный диапазон 10÷175 ⁰С.

Эти диаграммы разработаны, используя доступные весьма ограниченные опубликованные опытные данные по содержанию водных паров в высокосернистом газе. Более свежие данные показывают, что старые диаграммы дают неточные оценки влагосодержания в высокосернистом газе, особенно при низких давлениях. Поэтому было решено пересмотреть исходные диаграммы.

Главный эффект пересмотра – более точная оценка влагосодержания в высокосернистом газе по сравнению с исходными диаграммами.

Метод оценки влагосодержания в высокосернистом газе:

1.  По рисунку 2.7.1 определяем влагосодержание в дезодорированном газе (без серы) при интересующих нас температуре и давлении.

2.  Определяем мольное процентное содержание эквивалентной концентрации Н₂S в высокосернистом газе по формуле: мольное процентное содержание эквивалентной концентрации Н₂S=мольный%Н₂S+0,7∙мольный %СО₂.

3.  На рисунке 2.7.3 слева внизу двигаемся по шкале температуры направо до эквивалентной концентрации Н₂S. Интерполируем между линий, если необходимо.

Рисунок 2.7.3 - Номограмма для определения относительного влагосодержания сернистого газа.

4.  От этой точки поднимаемся на верхний график к интересующему нас давлению.

5.  От точки давления двигаемся влево, к шкале пропорции. Смотрим значение на шкале.

6.  Умножаем это значение на содержание воды, полученное для дезодорированного газа в шаге 1. В результате получаем оценку насыщенной воды в высокосернистом газе при интересующих нас давлении температуре.

При сравнении результатов полученных с обновленных диаграмм с результатами сгенерированными коммерческой программой AQUAlibrium для нескольких смесей высокосернистого газа при содержании Н₂S 3÷38 молярных процента с содержанием СО₂ 3÷43 мол. процента, при давлениях 2÷70 МПа и температурах 10÷175 ⁰С, показано, что средняя ошибка составляет менее 1%.

Пример: В задаче используются данные из исходной статьи, но решается она с использованием обновленных диаграмм. Она иллюстрирует метод для определения соотношения содержания водяного пара в высокосернистой газовой смеси в единицах системы Си.

Задача: оценить содержание водяного пара в высокосернистом газе содержащем 30 мол.% СН₄, 10 мол.%  Н₂S и 60 мол.%СО₂ при 107 ⁰С и 8,36 МПа.

Решение:

1.  Определяем соотношение содержания водяного пара в дезодорированном газе при заданной температуре и давлении используя рисунок 2.7.1. Приблизительно 14,2 г/м³.

2.  Считаем мольный процент Н₂S эквивалент смеси. 10 мол.% Н₂S+(0,7∙60мол.% СО₂)=52 мол.%  Н₂S.

3.  Смотрим диаграмму содержания воды на 107 ⁰С и двигаемся вправо до 52 мол.%  Н₂S. От этой точки двигаемся вертикально до абсолютного давления 8,36 МПа. Двигаемся на левую сторону диаграммы и получаем соответствующие значение содержания водяного пара. Приблизительно 1,25.

4.  Для получения необходимого результата умножаем содержание водного пара в дезодорированном газе из шага 1 на отношение из шага 3:14,2 г/м³∙1,25=17,75 г/м³.

Экспериментальное содержание водяного пара в этом примере составляет 17,14 г/м³. Значение, вычисленное компьютерной программой, составляет 18,03 г/м³.

2.8. Газовые гидраты.

Ряд компонентов природного газа, такие как метан, этан, пропан, изобутан, сероводород, углекислый газ, азот, в соединении с водой образуют газовые гидраты. По структуре газовые гидраты – соединения включения (клатраты), которые образуются путем внедрения молекул вышеперечисленных газов в пустоты кристаллических структур, составленных из молекул воды.