水露点(讲课)..

1天然气中水露点的测定—冷却镜面凝析湿度计法曾文平2005年10月西南油气田分公司天然气研究院2提纲测定水露点概况标准主要内容（GB/T17283）典型露点仪结构测试步骤注意事项3水露点的测量测量天然气中水含量的方法主要分为两类：“直接法”和“间接法”冷镜露点仪是“直接法”，符合美国家标准1142和ISO6327的规定．间接法使用电化学或物理手段测量水含量4天然气的状态特征天然气有三种状态存在：液态、气液态（两态）、液态。天然气的状态特征取决于其组分含量、温度和压力，其中重烃（C6+）和含水量最受关注。5天然气的状态特征如果天然气的温度降低到其含水的水露点以下，水将凝结成液体。如果天然气的温度降低到其烃露点以下，重烃会冷凝成液体。6天然气的水露点测量天然气中的水露点：降低天然气的温度使其中气态水的温度降到刚好没有液态水，同时使水的相对湿度趋于100%。如温度再降低会凝结液态水。最早观察到冷凝现象时的温度即是该天然气的水露点。定义：在恒定的压力下，天然气中的水蒸气达到饱和时的温度。7管输天然气的技术指标（GB17820-1999）项目一类二类三类高位发热量，MJ/m3＞31.4总硫（以硫计），mg/m3≤100≤200≤460硫化氢，mg/m3≤6≤20≤460二氧化碳，%（V/V）≤3.0水露点，℃在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最低环境温度低5℃。8高位发热量，MJ/m3＞31.4总硫(以S计)，mg/m3≤100硫化氢，mg/m3≤15二氧化碳，y，%≤3.0氧气，y，%≤0.5水露点，℃在最高操作压力下，水露点不应高于-13℃；当最低气温低于-8℃，水露点应比最低气温低5℃。压缩管输天然气的技术指标（GB18047-2000）9标准主要内容——范围描述了用于天然气水露点测定的湿度计，该湿度计是通过检测湿度计冷却镜面上的水蒸汽凝析物或检查镜面上凝析物的稳定性来测定水露点。——应用领域经处理的管输天然气，水露点范围一般-25℃～5℃，（在相应的气体压力下体积分数为50×10-6～200×10-6）。在特殊环境下，水露点的范围也可能更宽。——原理使被测气体在恒定压力下，以一定流量流经露点仪测定室中的抛光金属镜面，该镜面温度可以人为降低并能准确测量。当气体中的水蒸气随着镜面温度的逐渐降低而达到饱和时，开始析出凝析物，此时所测量到的镜面温度即为该压力下气体的水露点。由水露点计算气体中的水含量。10——主要干扰物质（1）固体杂质和油污当固体粒子或灰尘进入仪器并附着在镜面上时，会防碍露点的观察。使光电法测定露点值偏高，为防止固体杂质的干扰，一般在仪器的入气口装过滤器，而过滤器对气体中的水分应无吸附。如果被测气体中有油污，在气体进入测定室之前应出去。（2）以蒸汽形式存在的杂质烃类能在镜面上凝析，如果烃露点低于水露点时，不会影响测定，在烃露点高于水露点时，烃类先于水蒸汽而凝析，影响水露点的观察，此时必须采取分离措施。注意：如果样品气中含有甲醇，则此方法测得的是甲醇和水混合物的露点，当已知甲醇含量时，可以对水露点进行修正。11——仪器性能（1）凝析镜面的特性冷却镜面应适用于肉眼观察或采用光电系统（光电管或其它光敏元件）观察（2）冷却镜面和控制镜面温度的方法溶剂蒸发法致冷绝热膨胀法致冷致冷剂间接致冷热电（珀尔帖）效应致冷（3）测定镜面温度和检测凝析物的方法测定过程可人工方法测定或自动方法测定，因此有手动露点仪和自动露点仪之分。在有烃类凝析物存在的情况下，手动操作的露点仪可采用烃类鼓泡器捕集脱除烃类，以帮助观察。（4）测定室必须有相应的机械强度和密封性。12四种镜面致冷方法的比较序号名称原理最大降温值露点仪类型1溶剂蒸发法使挥发性液体与镜子背面接触，通入空气使其汽化而致冷30℃左右（乙烯氧化物）20℃左右（丙酮）手动2绝热膨胀法气体膨胀而使镜面冷却40℃左右（压缩CO2等）手动3液化气致冷法通过热电阻将镜子与致冷器相连，通入致冷剂使镜面温度随热电阻温度降低而下降降到-80℃—-100℃（液氮）手动，自动4热电效应法改变热电效应元件中的电流，来调节镜面温度50℃左右（单级）70℃左右（两级）手动，自动13典型露点仪结构1—数字显示器2—温度显示屏3—压力表4—样品池5—镜面6—导冷杆7—致冷室8—温度计探头9—液氮瓶10—三脚支架11—观察孔1415测试步骤1.连接管线：2.系统检漏：3.吹扫仪器：4.调节流量：5.镜面降温：6.观察结露：7.观察消露：8.重复测定：9.结果计算：用管线将仪器和气源连接，在仪器出口处接一流量计，排放口应远离测试点；整个测试系统应无泄露，否则会由于空气中水分的渗入而使测定结果偏高；用样品气吹扫管线和测定室一段时间，直到排尽其中空气为止；完全打开仪器入口阀，通过部分关闭出口阀来调节样品气压力和流量，以保证测定室中样品连续及测试压力相对稳定；（1～5L/min）间断地打开制冷阀，一次打开时间为几秒钟，以确保镜面温度递减速度不超过1℃/min。（如果水含量非常低，最好不超过5℃/min）完全关闭制冷阀，让镜面升温，记下消露温度；重复步骤6和7，直到连续两次所测结露和消露温度差值在±2℃以内；结露和消露温度值平均即为所测气体在该压力下的水露点。观察镜面和内部温度显示，注意不锈钢镜面中央，当出现第一滴露时，记下结露温度；16水露点17过水露点18注意事项——试漏：整个测试系统应无泄露，否则会由于渗入空气中的水分而使测量结果偏高；——取样管线应尽可能短，其尺寸应在测定过程中产生的压降可忽略；除镜面外，仪器其余部分和取样管线的温度必须高于水露点，否则水蒸气将会在最冷点发生凝析；——如果气体样品中水分含量较低，在其凝析温度范围内，镜面冷却速度应尽可能慢；——流量的控制：出口流量调得过大时，则气体在容器中停留时间短，水分随气流带走，不易集聚。此时，测出的水露点偏低。如果流量过小，测定室吹扫不完全，使所测气体没有代表性。一般将样品气流量调到1～5L/min左右。19——尽管冷镜露点仪使用的是基准测量方法，但其需要人员的耐心和技巧才能得到准确的测量结果。——露点的外观，形状和在镜面的位置会因样品气的温度、压力及其中含有其他杂质（如：气体甲醇、已二醇和其他异物）的不同而发生变化。20谢谢大家