氣體水合物油氣集輸主講教師：李迎旭總述油氣田生產(chǎn)的天然氣一般總需要脫水，以滿足氣體后續(xù)加工工藝、管輸和商品天然氣對水含量的要求。由于常用醇胺水溶液脫酸氣，故天然氣脫水過程常在脫酸之后進行。一、氣體飽和水含量和露點目錄二、水合物結(jié)構(gòu)三、水合物生成條件四、防止生成水合物的方法第一部分氣體飽和水含量和露點一、氣體飽和水含量和露點氣體是否會出現(xiàn)液態(tài)水和氣體飽和水含量密切相關(guān)，處于飽和和過飽和狀態(tài)的氣體才能有液態(tài)水析出。天然氣的飽和水取決于天然氣的溫度、壓力和氣體組成。氣體水含量的測定方法：露點法吸收質(zhì)量法Karl-Fischer法一、氣體飽和水含量和露點1.露點法在恒定壓力下，氣體以一定流量流經(jīng)露點儀，儀器的測量腔室內(nèi)有拋光金屬鏡面，其溫度可用人控方式精確調(diào)節(jié)并準確測定。隨鏡面溫度逐步降低，氣體被飽和時鏡面上開始結(jié)露，此時的鏡面溫度即為氣體露點。由露點溫度查表可得氣體水含量。一、氣體飽和水含量和露點2.吸收法氣體通過充滿P2O5的吸收管，吸收劑P2O5吸收氣體內(nèi)的水分，精確測定P2O5的質(zhì)量增加值和通過吸收管的氣體量，即可求得氣體內(nèi)的水含量。將8mol吡啶加到2mol二氧化硫中，再加入約15mol甲醇，然后加入1mol碘，配制成測定氣體水含量的卡爾-費希爾試劑。溶液吸收天然氣中的水分，測出中和卡爾-費希爾試劑所需的天然氣量即可求得氣體的水含量。3.Karl-Fischer法第二部分水合物結(jié)構(gòu)二、水合物結(jié)構(gòu)水合物是在一定溫度和壓力條件下、天然氣的某些組分與液態(tài)水生成的一種外形像冰、但晶體結(jié)構(gòu)與冰不同的溶形化合物。在水合物中，水分子通過氫鍵形成不同形式的腔室，每一個腔室能容納一個氣體分子。水和氣體分子間通過范德華力相互吸引，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。二、水合物結(jié)構(gòu)水合物有三種結(jié)構(gòu)，分別稱為結(jié)構(gòu)I、II、H型。I型：

I型晶體結(jié)構(gòu)為體心立方體結(jié)構(gòu)，由1小腔室和1個大腔室組成。分子式為S2L6·46H2O。水合物結(jié)構(gòu)I二、水合物結(jié)構(gòu)水合物有三種結(jié)構(gòu)，分別稱為結(jié)構(gòu)I、II、H型。II型：II型結(jié)構(gòu)為金剛石晶體立方結(jié)構(gòu)，由16個小腔室和8個大腔室組成，分子式為S16L8·136H2O。水合物結(jié)構(gòu)II二、水合物結(jié)構(gòu)水合物有三種結(jié)構(gòu)，分別稱為結(jié)構(gòu)I、II、H型。1987年發(fā)現(xiàn)的H水合物，由1個大腔室、兩個中腔室、3個小腔室構(gòu)成，分子式為S3S2’·34H2O。對H型水合物尚處于研究中，知之甚少，但已證明在合適的溫度、壓力條件下，凝析油、原油中常見的烴分子和甲烷能形成這種新水合物結(jié)構(gòu)。氣體在高壓、低溫，并存在液態(tài)水時才能生成水合物，這是生成水合物的兩個必要條件。第三部分水合物生成條件三、水合物生成條件氣體飽和水含量和露點只能判斷氣體內(nèi)是否有液態(tài)水析出，能否生成水合物還取決于氣體的壓力、溫度和組成。預(yù)測生成水合物溫度壓力條件的方法主要有：圖解法平衡常數(shù)法熱力學(xué)模型法第四部分防止生成水合物的方法四、防止生成水合物的方法破壞生成水合物的必要條件即可防止水合物的生成。對氣體脫水、降低氣體內(nèi)水含量和露點是防止生成水合物的根本辦法。工業(yè)在節(jié)流前用加熱或注水合物抑制劑防止下游管線內(nèi)產(chǎn)生水合物。四、防止生成水合物的方法（一）氣體膨脹降溫可防止水合物的生成。（二）節(jié)流前加熱：提高節(jié)流前氣體溫度使節(jié)流后氣體最低溫度高于氣體水露點，可有效地防止生成水合