准确度更高的高含硫天然气压缩因子计算方法

目的考查国内外不同状态方程计算结果的准确性。 方法通过python3.6编写了GERG-2008状态方程的软件模块,与AGA8-92DC、PR、SRK、CPA、BWRS等状态方程的计算结果进行对比分析,评估了不同状态方程对不同组成高含硫天然气压缩因子计算的准确性。 结果①对标准中规定的组成较简单的管输天然气,GERG-2008方程与AGA8-92DC方程的计算准确度基本相当,在天然气管输温度、压力范围内,两个方程的计算准确度均在0.10%以内;②基于331组高含硫天然气压缩因子实验数据的计算结果,GERG-2008方程准确度最高,偏差范围为0.31%~1.14%,平均偏差为0.67%,相比于AGA8-92DC提升了14.9%;③H₂S摩尔分数在0%~27%范围内,对于研究的几种状态方程的压缩因子计算方法,其准确度排序依次为:GERG-2008、AGA8-92DC、CPA、BWRS、SRK、PR。由于实验数据有限,现有研究大多是针对某种工况下的计算分析,其在更广的范围内计算准确性需要进一步验证;④ISO 20765-2:2015 Natural gas—Calculation of thermodynamic properties—Part 2:Single-phase properties(gas,liquid,and dense fluid)for extended ranges of application是以GERG-2008方程为基础制订的适用于不同组成、不同相态天然气物性计算的国际标准。 结论GERG-2008方程对管输天然气压缩因子、高含硫气藏天然气压缩因子的计算都十分准确,建议天然气行业相关组织加快该国际标准及其后续标准的转化进程。      

基于气体组成的天然气压缩因子计算方法

天然气压缩因子Z在天然气工程计算中是最重要的物性参数之一,其获取方法主要分为查Standing-Katz图法、实验法、状态方程计算法和经验公式法。前两种方法在使用上有很大的限制性,目前状态方程计算法和经验公式法的应用优势明显。对基于气体组成来求解压缩因子的AGA8-92DC、Piper-DAK、Piper-Mahmoud、Elsharkawy-DAK和Elsharkawy-Mahmoud方程进行了计算准确度评价。将这5个待评价的计算关系式写入Visual Basic 6.0,并使用113个酸性贫气压缩因子实测值对5个方程的计算值进行了对比分析。分析结果认为,对于低中压含碳贫气,AGA8-92DC方程的计算误差最小;对于低中压含硫含碳贫气,Piper-Mahmoud的计算误差较其他方程最小。此外还发现,当天然气温度升高时,5个方程的计算值误差较原来均有所减小。     

管输天然气贸易计量中压缩因子的计算

管输天然气的贸易结算经常采用体积计量和能量计量两种方式,压缩因子作为计算参数直接影响到计量准确度.国家标准GB/T 17747提供了天然气压缩因子的两种计算方法:摩尔组成法和物性值法.目前国内管输天然气压力普遍在6 MPa以上、12 MPa以下,在这种工况条件下,物性值法计算压缩因子与摩尔组成法计算结果偏差比较大,尤其是非烃含量高(高含N2或CO2)的气体,采用物性值法更需慎重.在管输天然气贸易计量中,应采用适用范围更广,计算精度更高的摩尔组成法;物性值法是在现场增设在线物性参数测量仪器而采用的简单方法,此方法适用于无法得到气体组成且对计量准确度要求不高的情况.     

准噶尔盆地凝析气压缩因子的预测

用11 个计算模型对准噶尔盆地凝析气压缩因子进行计算及对比分析,找出了既适用于凝析气又适用于普通天然气的早期预测压缩因子的计算模型,同时提出了AGA8-92DC 模型、HTP 模型、SHBWR 模型、SRK 模型和低压Z模型修正方法,计算结果最大平均误差从5.64%降为0.92%,大幅提高了预测准确度。     

物性值法计算天然气压缩因子适应性分析北大核心CSCD

目的随着能量计量工作的不断推进,业内出现了一些采用物性关联技术对天然气发热量、相对密度等参数进行在线测试的仪器设备,其应用须结合GB/T 17747.3-2011《天然气压缩因子的计算第3部分:用物性值进行计算》推荐的“物性值法”计算工况压缩因子,物性值法在国内外的应用较少,对其适应性和准确度进行分析探讨,可为相关新技术研发和选用提供参考,有利于保障和促进新兴测试手段在天然气能量计量中的有效应用。方法以GB/T 17747.2-2011《天然气压缩因子的计算第2部分:用摩尔组成进行计算》推荐的“详细组成法”计算结果为主要参考,选用了国内典型的149个天然气组成以及部分模拟天然气组成数据,理论对比分析了详细组成法和物性值法计算天然气压缩因子的相对偏差,探讨了用物性值法计算天然气压缩因子的适用性。结果①对于绝大多数不同类型的商品天然气,采用物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子的相对偏差在±0.10%以内;②当输入的高位发热量、相对密度满足±0.50%以内的准确度时,采用物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子的相对偏差可满足GB/T 18603-2014《天然气计量系统技术要求》中对A、B级计量系统压缩因子0.30%的准确度要求;③对于GB/T 17747.3-2011适用范围内重烃含量相对较高的天然气,物性值法与详细组成法计算得到的压缩因子可能出现接近0.50%的相对偏差。结论对于绝大多数不同类型的商品天然气,采用物性值法计算压缩因子的方法是适应的,但对等效C 2+摩尔分数高于10%的天然气可能出现较大偏差,建议在能量计量系统方案选择过程中,结合详细组成数据开展不同方法计算压缩因子的差异比对分析,为选用技术经济性更佳的方案提供技术支持。     

天然气烃露点检测技术浅析

检测管输天然气烃露点可采用冷却镜面自动检测法、冷却镜面目测法和由天然气组成数据计算法.本文分析三种方法的优缺点及影响因素,为选择管输天然气烃露点的检测方法提供参考,利于制定相应的行业或国家标准.同时,围绕国际标准化组织天然气技术委员会(ISO/TC193)制订的天然气烃露点冷却镜面测定仪校准技术报告,介绍了目前国际上最新的冷却镜面测定仪校准技术,指出这项新的校准技术可保证烃露点冷却镜面测定法的溯源性,有效提高测定结果的准确度.建议做好跟踪研究,尽快建立我国的天然气烃露点冷却镜面测定仪校准技术和标准.     

天然气相包线计算及其在烃露点控制领域的应用

天然气的相态特性参数是凝析气田开发、长输管网运营尤为关注的基础数据。基于立方形状态方程,建立了天然气临界参数、临界凝析压力、临界凝析温度,以及相包络曲线的计算方法。与天然气烃露点测试值的对比结果,验证了天然气相包络曲线计算方法的准确性。基于建立的计算方法,预测了满足不同烃露点指标要求的外输天然气相包络曲线,结果表明,在国内现行标准规定的烃露点指标下,天然气在长输管道上游交接点满足要求,不能规避其在中下游析出液烃的风险,不利于天然气输配系统的平稳高效运行;最后,建议以临界凝析温度为重要参考,明确量化天然气的烃露点指标要求。     

天然气中C+6组成分析不同定量方式对计算烃露点的影响

由天然气组成数据计算烃露点是获取烃露点的一种重要的检测方法,天然气组成分析已有相关方法标准,但对于C_6~+组成分析有不同的定量和数据处理方式。概述了计算烃露点的主要影响因素,重点分析了C_6~+延伸组成分析不同定量方式对计算烃露点结果的影响。采用气相色谱法分析了两个实际天然气样品,根据不同的定量方法和数据处理方式获得的C_6~+延伸组成数据预测了天然气的烃露点。结果表明,对于C_6~+延伸组成的分析,C_6～C_(16)按碳数归类,其中苯、甲苯、环己烷和甲基环己烷等组分单独定量时,由此获得完整天然气组成数据计算的烃露点和直接测定烃露点平均偏差在3℃以内,初步验证了计算法和直接测定法获得的烃露点结果的一致性。     

C6+组分对管输天然气相特性的影响

为提高对管输天然气相特性的预测精度,特别是针对含有C6+重组分的管输天然气,开展C6+组分特征化分析.使用PR状态方程,结合气-液闪蒸计算,对管输天然气的相特性进行预测分析.通过对室内实验测定的管输天然气烃露点数据验证表明,用不同C6+组分特征化分析方法对管输天然气相特性进行预测的结果存在一定偏差,但与将C6+组分合并为己烷近似分析相比较,其预测精度更贴近实测的烃露点.     

对商品天然气烃露点指标的认识

液烃在管道内冷凝会产生两相流而影响管输计量的准确性,并加大管道阻力,造成极大安全隐患,同时也会影响燃气透平的操作,对压缩机组的运行造成不良影响。因此,要求天然气输配系统必须保证在高于管输天然气烃露点的条件下运行。那么规定合理的烃露点指标并准确地进行测定就显得尤为重要。为此,讨论了测定商品天然气烃露点的两种方法--冷却镜面法和气相色谱法,认为后者才是当前发展的方向;并指出商品天然气烃露点指标仅取决于管道的操作条件及运行环境,且只有建立了准确的测定方法后才有可能确定。     

天然气压缩因子计算方法的标准化

本文根据国际标准化组织（ISO）天然气技术委员会（TC193）的有关文件，扼要介绍了计算天然气压缩因子的AGA8－92DC和SGERG－88两个方程的技术特点、应用范围及不确定度。建议在对这个两个方程验证研究的基础上，尽快转化和推广应用。     

天然气烃露点预测研究进展

获取准确的天然气烃露点数据,对发展天然气工业的诸多环节(如天然气开采、加工和管输)都具有重要意义。预测方法可快速提供一定精度范围的天然气烃露点数据,是推动天然气工业发展的一种重要手段。首先,梳理了经验关联式、状态方程、超额吉布斯自由能-状态方程(G~E-EOS)模型3种预测方法的发展及其在烃露点预测领域的应用。其次,通过对不同天然气体系复杂性的分析,提出了以不同的预测模型深入开展不同天然气体系烃露点预测研究的思路,并结合开展的实验工作,指出目前国内常用的烃露点预测模型(PR方程和SRK方程)的平均预测偏差较大(分别为6.7℃、9.2℃),不能准确有效地指导天然气工业的工程设计和装置运行。最后,指出针对不同复杂性的天然气体系,开发不同的预测模型,形成系统化的天然气烃露点研究成果的重要性与迫切性。     

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天然气压缩因子或超压因子计算结果的准确性直接影响天然气流量计量的准确性。当前国内天然气计量界广泛使用AGANX－19,AGA8号报告,ISO12213－1997三种天然气压缩因子计算方法标准。文章研究了这三种天然气压缩因子计算方法标准,并编写了NGZCWIN天然气压缩因子计算软件,通过对不同气样和不同湿度,压力条件的计算,比较了三种计算方法的差别,并对这种计算方法的应用范围和不确定度提出了看法。     

克拉美丽气田天然气烃水露点控制工艺改造

克拉美丽气田天然气处理站烃水露点控制工艺采用J-T阀节流制冷,注乙二醇防冻的低温分离工艺,但其外输天然气烃水露点出现不稳定、不合格现象。应用HYSYS软件根据天然气处理流程的物料及能量平衡评价烃水露点控制工艺,结果为:高压节流注醇工艺选择合理;通过对其核心设备包括低温分离器和气-气换热器结构及工作性能分析,找出烃水露点不合格的主要原因是低温分离器和气-气换热器选型不合理。根据克拉美丽天然气处理站烃水露点不合格原因提出了改造方案:沿用高压节流注醇工艺,其关键设备选型采用两台管壳式换热器(固定管板式)串联+SMMSM高效分离器的组合方案,将外输天然气烃水露点计算值控制在-13℃左右,考虑低温分离器与烃水露点的实际温差,可控制外输气烃水露点能达到小于-5℃的要求。     

天然气小制冷量低温脱水脱烃技术

在国内某采油厂集气站天然气集榆工程中应用天然气小制冷量低温脱水脱烃技术,降低其管输烃露点和水露点,大幅度降低了天然气低温脱水脱烃的制冷能耗,节约了运行费用,取得了明显的效果.     

天然气脱水脱烃方法介绍

首先介绍了为满足天然气管输要求的脱水脱烃方法,即“浅脱”。认为对油田伴生气和凝析天然气宜采用注入水合物抑制剂的温降法,以同时满足在管输条件下对水露点和烃露点的要求;对不需要脱烃的气层天然气和经液体脱硫后的净化天然气,则宜采用三甘醇溶液吸收脱水的方法,以满足在管输条件下对水露点的要求。其次还介绍了温降法脱水脱烃所用水合物抑制剂的相关情况。最后指出,进入脱水脱烃设备的原料天然气的清洁度对该设备至关重要,因此务必精心设计和操作前置分离系统。     

在线式分析小屋在呼图壁储气库的应用

呼图壁储气库作为全国最大的地下储气库引进了在线式分析小屋,主要采用气相在线分析仪对天然气组分、烃露点和水露点进行实时检测。同时,外输区设置四台超声波流量计,通过在线色谱仪实时取样分析,得到天然气组成及其密度、发热量等物性参数,并将结果及时输入到流量计算机中,实现对天然气流量和能量及时修正,确保天然气计量准确可靠。     

商品天然气烃露点测定方法及其溯源性

在输配系统特定工况下,高压输送的商品天然气有可能因降压而产生反凝析现象并在气相中形成重烃液滴。因此,应规定烃露点指标以保障生产系统的安全平稳运行。由于天然气组成极其复杂,其相态特性完全不同于其他单一组分和/或简单的多元混合物。因此,准确测定商品天然气的烃露点相当困难。扼要介绍了工业上常用的3种烃露点测定方法及其溯源途径。手动或自动式冷镜仪法均为物性测定方法,其测定结果不具备溯源性,无法评定测量结果的不确定度。PHLC法的技术特点为基于同一压力下冷镜法露点仪测得的烃露点值与被测气体中潜在烃含量的相关性而建立了冷镜法的溯源程序。目前,先进的自动冷镜仪测定烃露点的准确度已经达到±0.5℃。用状态方程计算烃露点的方法虽然有严密的化学热力学基础,但由于受取样代表性、色谱分析结果准确性及数据处理方式等诸多因素的影响,应用并不广泛。     

商品天然气烃露点测定方法及其溯源性

在输配系统特定工况下,高压输送的商品天然气有可能因降压而产生反凝析现象并在气相中形成重烃液滴。因此,应规定烃露点指标以保障生产系统的安全平稳运行。由于天然气组成极其复杂,其相态特性完全不同于其他单一组分和/或简单的多元混合物。因此,准确测定商品天然气的烃露点相当困难。扼要介绍了工业上常用的3种烃露点测定方法及其溯源途径。手动或自动式冷镜仪法均为物性测定方法,其测定结果不具备溯源性,无法评定测量结果的不确定度。PHLC法的技术特点为基于同一压力下冷镜法露点仪测得的烃露点值与被测气体中潜在烃含量的相关性而建立了冷镜法的溯源程序。目前,先进的自动冷镜仪测定烃露点的准确度已经达到±0.5℃。用状态方程计算烃露点的方法虽然有严密的化学热力学基础,但由于受取样代表性、色谱分析结果准确性及数据处理方式等诸多因素的影响,应用并不广泛。     

计算法获得天然气烃露点影响因素探讨

烃露点是天然气的一项重要气质指标,准确测定天然气的烃露点,可为管道的安全运行和有效利用天然气提供技术支持。由组成数据计算天然气烃露点是获得烃露点的一种重要方法,文章分析探讨了计算法获得烃露点的影响因素,包括取样代表性、色谱分析结果的准确性及数据处理方式和计算软件的选择等。文章的结论对使用计算法获得准确可靠的烃露点提供了技术参考,对天然气管道的安全运行具有实际意义。