水合物

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1、气体水合物的预测水合物是一种类冰状的稳定结晶固体化合物，其形成于水的凝固点以上的某温度下，此时或者液态水在高压下与天然气共存，或者气体被冷却到水化温度以下而水被冷凝。水化物属于一种被称为笼形包合物类的物质。在给定压力下水化温度取决于气体组成，天然气中可形成两种水化物结构，简称为结构1和结构2。水分子形成含有让气体进入的空腔的晶格结构。在天然气系统中，下列组分能在高压或某些温度的条件下形成水合物：——甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷——硫化氢、二氧化碳、氮气这些纯的化合物也会在气体混合物中形成水合物。对于纯化合物

2、来说，形成水合物的温度和压力条件已通过实验而确定，有关这方面的资料可在已出版的文献中找到。而对于天然气，形成水合物的温度和压力条件取决于其组成，在上面所列的水合物形成体中，任一压力下具有最高水合物形成温度的化合物是H2S。因此，含有大量H2S的酸性气体形成水合物的温度比洁气高得多，重烃形成水合物的温度比甲烷高。因此，在估算天然气中水合物的形成温度和压力条件之前，知道共组成是重要的。用图解法或计算机就可以预测在高压条件下水合物的形成。在图解法中有两种简单的方法可利用，其中最简单的方法适用于CO2含量低于2%的洁气，这

3、种方法基于《数据手册》中图20-15，并在图1.6中作了说明。Baillie和Wichert发明了一种用于估计酸化天然气形成水合物的条件的图解法，该方法也可用于洁气，如图1.7所示。图1.8和表1.3给出了一个如何解释这种曲线图的例子。当水合物形成时，它们就悬浮在气流中进而聚集起来，阻塞流体流动；它们也会堵塞计量和测流的测压孔，从而导致错误的压力读数和测量错误。堵塞一旦形成，水合物就很难除去，要除去堵塞在输送管线中的水合物，就需要降低水合物堵塞两端的压力。如果在一条管线中形成两个段塞，那么，除去这些段塞就需很长的时

4、间，这是由于冷却从高压到低压通过段塞物的气体会重新形成堵塞。如果甲醇能够到达段塞，向管线中泵入甲醇会有助于水合物的分解。防止水合物在管线中形成有3种常规方法：1．加热气体，使气体温度保持在形成水合物的温度以上；2．加入化学添加剂，把形成水合物的温度降到气体在管线中所达到的最低温度以下；3．脱除气体中的水。