含硫天然气集输管道硫沉积预测技术研究

【摘要】：本文根据硫在酸性气体中的溶解度随温度压力而变化的规律,建立了精准的硫沉积预测模型,对集输管道中硫单质的沉积位置与沉积量进行了计算,并确定了管道经济清管周期,为集输管线硫沉积的防治奠定了基础。本文主要完成了以下工作:(1)通过对含硫酸性气体的物理性质的研究,对其物性参数计算方法的优选,得出结论:最适合含硫天然气偏差系数的计算方法是DPR(W-A校正)方法。Dempsey法结合Stanging校正是计算含硫气体粘度时的首要方法。计算含硫天然气的物性参数的主要影响因素有H_2S、温度、压力。其中H2S的含量对偏差系数和粘度的影响较大,在低压的情况下气体粘度是随着H_2S含量的增大而减小的,在高压情况下气体粘度是随着H_2S含量的增大而增大的。(2)根据能量守恒定律以及动量原理推导建立了输气管道压力温度分布模型,经过计算结果与实际的结果相比较,本文建立的计算模型可以较好的预测管道内温度压力的分布状况,误差较小。(3)通过比较实验法、经验公式法、计算法这三种方法对于预测硫在酸性气体中的溶解度模型的优劣性,分析得出了计算法是最适合用来预测硫的溶解度模型。通过当硫组分达到热力学平衡时固相和气相的逸度相等这一结论推导出了固体硫在酸性气体中溶解度的表达式。(4)根据工程气固两相流动相关理论基础和固体颗粒的受力分析,得到了硫沉积的动力学模型,由此计算出了硫沉积的临界速度,如果气流速度大于临界速度,则析出的硫不会在管线中沉积下来,如果气流速度小于临界速度,析出的硫会在管线中沉积下来。(5)总结了影响清管周期的因素,即最小允许输送效率、最大允许积液量、和最大允许压降,并对此作了详细说明。对于清管流程的判定、清管周期的确定则依据石油天然气行业的有关标准规范的规定,从输气效率方面进行了确定,最后计算了有硫沉积量影响下的经济清管周期。 【关键词】：高含硫天然气 集输管线 压力温度分布 硫沉积 预测模型
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE866
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 研究内容、技术路线11-13
• 1.3.1 研究内容11-12
• 1.3.2 技术路线12-13
• 第二章 含硫天然气的热物理性质研究13-27
• 2.1 富含H_2S天然气偏差系数研究13-18
• 2.1.1 天然气偏差系数的确定方法13-16
• 2.1.2 偏差系数校正模型16-17
• 2.1.3 偏差系数计算模型的对比分析研究17-18
• 2.2 富含H2S天然气粘度研究18-22
• 2.2.1 天然气粘度的确定方法19-20
• 2.2.2 天然气粘度校正模型20-21
• 2.2.3 天然气粘度计算模型的对比分析21-22
• 2.3 富含H_2S天然气密度研究22
• 2.4 富含H_2S天然气物性参数的影响因素研究22-26
• 2.4.1 H_2S含量对物性参数的影响22-23
• 2.4.2 压力对物性参数的影响23-25
• 2.4.3 温度对物性参数的影响25-26
• 本章小结26-27
• 第三章 输气管道温度压力分布计算模型27-36
• 3.1 输气管道温度分布模型27-30
• 3.2 输气管道压力分布模型30-34
• 3.3 压力温度分布耦合计算及分析34-35
• 本章小结35-36
• 第四章 硫在酸性气体中的溶解度模型的选取36-40
• 4.1 高含硫气体元素硫的沉积36
• 4.2 各种计算在酸性气体中的溶解度研究的分析比较36-38
• 4.3 计算硫在酸性气体中的溶解度38-39
• 本章小结39-40
• 第五章 高含硫天然气输气管道硫沉积预测40-46
• 5.1 硫固体颗粒受力分析40-42
• 5.2 硫沉积模型的建立42-44
• 5.3 输气管道硫沉积量的计算44-45
• 本章小结45-46
• 第六章 沉积硫的经济清管周期研究46-52
• 6.1 清管周期的影响因素46-47
• 6.2 清管的判定流程47-49
• 6.3 清管周期的确定49-51
• 6.3.1 根据管道运行状况确定清管周期50
• 6.3.2 根据单位最低运行费用确定清管周期50-51
• 本章小结51-52
• 第七章 计算实例52-72
• 7.1 计算实例152-67
• 7.2 计算实例267-71
• 本章小结71-72
• 第八章 结论及建议72-74
• 8.1 结论72
• 8.2 建议72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78
• 攻读学位期间发表的论文78-79

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