Воды, сероводорода и углекислоты

Природный газ месторождений содержит механические примеси – посторонние вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях, входящие в состав газа и снижающие его теплоту сгорания. К твердым включениям относят оксид алюминия, соединения кремния, железа, кальция, магния, серы и др.; к жидким и газообразным – воду, ее пары, пары солей, образующиеся при высоком давлении, и тяжелые углеводороды.

Транспортировку газа по магистральным трубопроводам осуществляют после очистки и комплексной подготовки газа на месторождении. Подбор оборудования для установок комплексной подготовки газа (УКПГ) зависит от многих факторов, описанных ниже.

В зависимости от того, где будет использован газ, к его качеству предъявляют требования в соответствии с ОСТ 51.40-83. Качество газа, поступающего с промыслов и газоперерабатывающих заводов в магистральные газопроводы, должно способствовать надежной и эффективной работе газопроводов и компрессорных станций. Качество газа для коммунально-бытового потребления должно обеспечивать: взаимозаменяемость газа по его топливным характеристикам; санитарно-гигиенические условия бытовых помещений, имеющих газовые приборы с горением без отвода продуктов сгорания; безопасность при использовании газа.

Качество природного газа при химической переработке определяется условиями постоянства его состава, отсутствием жидкой фазы и механических примесей, ограничением содержания тяжелых углеводородов и соединений серы.

Для оценки качества природного газа, транспортируемого по магистральным газопроводам и подаваемого потребителям, используют следующие показатели.

Содержание влаги в газе. Влага способствует коррозии газопровода и оборудования компрессорных станций, а также образованию кристаллогидратов. Для предотвращения этого необходимо, чтобы точка росы газа по влаге была на 5-7 градусов ниже наиболее низкой температуры газа при его транспортировке по газопроводу.

Климатическая зона по ГОСТ 16350-80 …………………А Б

Точка росы по влаге и тяжелым углеводородам при р=5, 5МПа, К, не более:

в зимний период (1.Х-30.IV)..………………………. 263 240

в летний период (1.V-30.IХ) ………………………… 270 258

Примечания: 1.А – умеренная и жаркая климатическая зона; Б – холодная климатическая зона. 2. Для обеих зон содержание: механических примесей – не более 0, 1г/100м³, сероводорода не более 2г/100м³, кислорода – не более 1%.

Точка росы по углеводородам. Наличие в газе конденсирующихся углеводородов приводит при определенных термодинамических условиях к выделению конденсата. При этом снижается пропускная способность магистральных газопроводов и увеличивается потребная мощность компрессорных агрегатов. Современные сорбционные процессы – процессы поглощения из газа определенных фракций – дают возможность выделить тяжелые углеводороды до точки росы (313К). Такая глубина извлечения позволяет наиболее полно использовать углеводороды для получения сжиженных газов, газовых бензинов, индивидуальных углеводородов.

Содержание сероводорода. Наличие в газе сероводорода способствует развитию коррозии внутренней поверхности газопроводов, газоперекачивающих агрегатов, арматуры и загрязнению атмосферы помещений токсичными продуктами.

Содержание механических примесей. Механические примеси, содержащиеся в газе, способствуют развитию эрозии, износу газопроводов и компрессорных агрегатов, а также засоряют контрольно-измерительные приборы и увеличивают вероятность аварийных ситуаций на компрессорных станциях (КС), газопроводах и газораспределительных станциях (ГРС).

Содержание кислорода. В природных газах кислород отсутствует. При строительстве или ремонте газопроводов кислород можно внести при недостаточной продувке трубы. Наличие кислорода в природном газе может привести к образованию взрывоопасных смесей или выделению элементарной серы при наличии сероводорода.

Содержание двуокиси углерода. В сухом газе СО₂ образует балластную смесь, снижающую калорийность газа. В природных газах, транспортируемых по газопроводом, содержится относительно небольшое количество СО₂. По технико-экономическим данным содержание СО₂ в газе не должно превышать 2%.

Содержание меркаптановой и общей органической серы.

Меркаптановую серу в небольших количествах в качестве одоранта вводят в газ для придания ему запаха. Установленными нормами содержание одоранта в газе обусловлено необходимым уровнем запаха и составляет 16г на 1000м³ газа. Наличие в газе органической серы более 30-50мг ограничивает возможность его использования без доочистки для химических процессов.

Число Воббе – основной показатель качества газа, используемого в бытовых горелочных устройствах. Он определяет режим горения газа в бытовых приборах, взаимозаменяемость газа переменного состава для обеспечения нормального режима горения.

Число Воббе W учитывает взаимосвязь теплоты сгорания газа и плотности газа по отношению к воздуху D: . Число Воббе для газовых и газоконденсатных месторождений находится в пределах 40195-50244кДж/м³, для нефтяных месторождений – 46057-60711кДж/м³.

Исходя из условий нормальной работы газовых приборов, установлено номинальное значение числа Воббе, для которого регулируют газовые приборы. Число Воббе для природного газа, транспортируемого по основным магистральным газопроводам нашей страны, составляет от 11000 до 12000кДж/м³.