Контроль за качеством природного газа транспортируемого по магистральным газопроводам (стр. 9 )

Из многих физических и термодинамических свойств сжиженных газов некоторые являются определяющими при решении многих вопросов безопасного транспорта, хранения, распределения и использования этого вида горючего. Кроме компонентного состава к таким параметрам относятся, прежде всего, плотность и давление паров сжиженных углеводородных газов. Ниже приводится описание приборов и методов определения плотности и давление паров сжиженных углеводородных газов.

2.4.1. Определение плотности сжиженных газов

Плотность сжиженных углеводородных газов, хотя и не является контролируемым стандартами параметром, однако имеет весьма важное значение, главным образом в коммерческих расчетах. Это объясняется тем, что все операции по купле и продаже сжиженного газа осуществляются исходя из единицы массы. Между тем для учета сжиженного газа во многих случаях (заполнение железнодорожных и автомобильных цистерн, наполнение резервуаров и т. д.) приходится определять его объем, так как взвешивание газа трудно осуществимо. Поэтому важно знать плотность и объем газа, чтобы определить его массу.

Однако следует иметь в виду, что сжиженные газы транспортируются, хранятся, а иногда и используются в жидком состоянии. Жидкое состояние этого продукта поддерживается давлением собственных паров, т. е. сжиженные газы транспортируются и хранятся в двухфазовом состоянии. При этом в. паровой фазе находятся в основном наиболее летучие компоненты. Естественно поэтому, что определением плотности сжиженных газов из пробы, отобранной из паровой фазы, нельзя получить объективные данные, так как основная масса продукта (менее летучего и более тяжелого) находится не в паровой, а в жидкой фазе. Наиболее достоверные данные могут быть получены из пробы, отобранной из жидкой фазы и испаренной в газометр, а плотность сжиженного газа может быть определена с помощью газового пикнометра.

Однако этот метод, хотя и является весьма точным, требует значительного времени и практически неприменим для сортов сжиженного газа, содержащего пентан и более тяжелые углеводороды, кипящие при температурах выше 36°С. Поэтому для определения плотности насыщенных сжиженных углеводородных газов был разработан простой и доступный прибор (рис. 10.), измерительным органом которого является специальный ареометр. Прибор состоит из чугунной подставки, в которую заглушённым концом 2 ввинчивается тройник 3, ко второму его концу жестко присоединен нижний фланец 4.

В тройник 3 ввинчивается впускной вентиль 14, присоединяемый к емкости отбора пробы жидкого газа (например, пробоотборнику) с помощью латунной спирали или дюритового шланга. Нижний несущий фланец 4 и аналогичный верхний прижимной имеют углубления, в которые помещены кольцевые прокладки 11 из бензостойкой резины. В эти углубления установлена измерительная трубка 8, изготовленная из органического или обыкновенного стекла, рассчитанная на давление 20 кг/см2. Длина ее 700 мм, внутренний диаметр ЗОн-32 мм. Крепится она тремя стяжными болтами 6 и гайками 12. Для обеспечения жесткости на стяжные болты надеваются два фланца жесткости 7, закрепляемые на болтах с помощью винтов 13. Верхний фланец снабжен гнездом, в которое ввинчивается вентиль 10, служащий для выпуска продуктов из прибора.

Рис 10. Прибор для определения плотности сжиженных газов

Для замера плотности сжиженного газа в измерительную трубку 8 помещается ареометр, градуированный на измерение относительной плотности жидкости от 0,49 до 0,60 по воде и снабженный, в нижней части термометром, указывающим величину температуры продукта.

Методика-работы на приборе сводится к следующему: прибор тщательно продувают парами сжиженного газа; затем при закрытом верхнем вентиле плавным открыванием вентиля 14, предварительно присоединенного к источнику забора пробы газа (к пробоотборнику, баллону, цистерне и т. д.), наполняют измерительную трубку 8 сжиженным газом до метки на трубке; выждав 5-И 5 мин (пока: стабилизируется температура в приборе), записывают показания ареометра с точностью до третьего знака (первый и второй знаки берут из надписей шкалы ареометра, а третий определяют визуально) с термометра; показания ареометра при данной температуре пересчитывают на стандартную температуру.

Для безопасности при пользовании прибором на его стеклянную трубку надевают кожух, изготовленный из 3+5 мм органического стекла. Метод расчета и градуировки ареометров для сжиженных углеводородных газов приводится в этой главе.

Глава III. Подбор состава и технологии ингибирующих компонентов природного газа транспортируемого по магистральным газопроводам

3.1. Мероприятия по борьбе с гидратами на газопромыслах и магистральных газопроводах

Подразделяются на 3 группы: 1) только разрушающие гидраты (понижением давления в газопроводе ниже давления образования гидратов при данной температуре); 2) разрушающие гидраты и пре­дупреждающие их образование (подогревом газа выше температуры образования гидратов, вводом в газопровод реагентов (ингибито­ров); 3) предупреждающие образование гидратов (осушкой газа перед подачей его в газопровод).

Метод понижения давлении газа заключается в том, что участок газопровода, где образовалась гидратная пробка (что определяется по увлеченному на 2-6 атм перепаду против обычного перепада для этого участка и по шуму в месте образования пробки за счет дросселирования газа), отсекается с обеих сторон ближай­шими линейными кранами, после чего из этого участка через свечи (также с обеих сторон пробки) стравливается газ. Через некоторое время свеча до пробки закрывается, открывается байпасный кран линейного крана перед пробкой и перепускаемым газом проверяет­ся наличие пробки. Этот метод для эксплуатирующегося газопрово­да применять не всегда возможно, а особенно если в газопроводе образовалась большая гидратно-ледяная пробка, так как на ее раз­ложение требуется много времени, а остановке газопровода на дли­тельный срок влечет за собой перерыв в газоснабжении потребите­лей, что недопустимо. Он может быть рекомендован только для га­зопроводов, снабжающих газом неответственных потребителей, имеющих резервное топливо, переход на которое не связано с допол­нительными затратами. Вместе с тем этот метод может оказаться единственно возможный методом для ликвидации сложных гидратных или гидратно-ледяных пробок, закупоривших полностью все сечение какого-либо участка газопровода.

Полная закупорка газопровода при эксплуатации — явление очень редкое и может иногда возникнуть в момент ликвидации гидратной пробки (с частичной закупоркой газопровода) путем сниже­ния давления газа в газопроводе, когда это снижение осуществля­ется очень быстро и только с одной стороны пробки. В этом случае возникают большие скорости движения газа, которые сдвигают весь осадок в газопроводе, гидратную пробку или часть ее, уплотняют их, в результате чего происходит полная закупорка газопровода. Для ликвидации таких пробок требуется длительная остановка га­зопровода с вырезом окон в газопроводе, разогревом трубы и откач­кой жидкости из газопровода через вырезанные окна.

Метод подогрева газа. Подогрев газа (газопровода) может быть осуществлен паром, горячей водой, открытым огнем или другим теп­лоносителем в теплообменниках. На магистральных газопроводах этот метод не применяют ввиду сложности его организации. Им пользуются только па газовых промыслах и только в качестве пре­дупреждающего средства. Для предупреждения гидратообразования в регулирующих клапанах, трубопроводах и замерной диафрагме, смонтированных на ГРС, применяется подогрев газа по проекту, разработанному институтом Гипрогаз Газпрома.

Подогрев газа осуществляется в специальном теплообменнике водой от отопительных котлов ГРС типа ВНИИСТО-Мч. Также для этих целей на некоторых ГРС в порядке рационализации в по­следнее время начали обогревать регулирующие клапаны горячей водой, подведенной от отопительного котла ГРС. Для обогрева клапана вода подается в специально изготовленную по форме и раз­мерам корпуса клапана металлическую рубашку, которая к нему герметически приваривается.

Ввод химических реагентов, препятствующих образованию гид­ратов. Для этих целей могут применяться гликоли, хлористый каль­ций, аммиак, метанол и другие реагенты. При наличии в газе СО2 аммиак применять не рекомендуется, так как он дает осадок в виде твердого карбоната аммония, который удалять из газопровода труд­ней, чем гидраты. Действие реагентов заключается в том, что их пары с водяными парами дают растворы, переводящие водяные пары в конденсат, который выделяется из газа. Поглощение из газа воды значительно понижает точку росы газа, что создает условие для разложения образовавшегося ранее гидрата и предупрежде­ния его образования.

Температура же замерзания реагенто-водного раствора (спирто - водного и др.) значительно ниже температуры замерзания воды. Этот раствор затем улавливается в дриппах и удаляется из газопровода.

В настоящее время в деле борьбы с гидратообразованнем пока имеет широкое применение метиловый спирт (метанол). Метанол представляет собой сильно ядовитую бесцветную, легко воспламеняющуюся жидкость, по вкусу в запаху напоминающую винный спирт. Небольшое количество метанола (10—15 г), выпитое человеком, вызывает тяжелое отравление организма, ведущее к слепоте и даже смерти.

Метанол обладает следующими физико-химическими свойствами: химическая формула СН30Н; молекулярный вес 32,043 гмол; плотность в жидком состоянии при 20° С рж =0.7915 г/см3, при 10°С - 0,8008 г/см3, при 0°С — 0,81 г/см3 температура кипения при 1 абс. атм 64,7°С; критическое давление 78,5 кгс/см2; критическая темпе ратура 240° С; плотность при Ркр и Ткр равна 272 кг/м3; динамнчс ;кая вязкость при 0°С — 0,0087 г/см ·сек; пределы взрываемости паров в % по объему от 6,72 до 36,5.

3.2. Жидкие осушители и их свойства

Для извлечения влаги из природного газа можно применять различные

осушители, которые должны иметь:

а) высокую поглотительную способность в широком интервале концентраций, давления и температур;