含硫天然氣集輸管道硫沉積預(yù)測技術(shù)研究

【摘要】：本文根據(jù)硫在酸性氣體中的溶解度隨溫度壓力而變化的規(guī)律,建立了精準(zhǔn)的硫沉積預(yù)測模型,對集輸管道中硫單質(zhì)的沉積位置與沉積量進(jìn)行了計(jì)算,并確定了管道經(jīng)濟(jì)清管周期,為集輸管線硫沉積的防治奠定了基礎(chǔ)。本文主要完成了以下工作:(1)通過對含硫酸性氣體的物理性質(zhì)的研究,對其物性參數(shù)計(jì)算方法的優(yōu)選,得出結(jié)論:最適合含硫天然氣偏差系數(shù)的計(jì)算方法是DPR(W-A校正)方法。Dempsey法結(jié)合Stanging校正是計(jì)算含硫氣體粘度時(shí)的首要方法。計(jì)算含硫天然氣的物性參數(shù)的主要影響因素有H_2S、溫度、壓力。其中H2S的含量對偏差系數(shù)和粘度的影響較大,在低壓的情況下氣體粘度是隨著H_2S含量的增大而減小的,在高壓情況下氣體粘度是隨著H_2S含量的增大而增大的。(2)根據(jù)能量守恒定律以及動(dòng)量原理推導(dǎo)建立了輸氣管道壓力溫度分布模型,經(jīng)過計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的結(jié)果相比較,本文建立的計(jì)算模型可以較好的預(yù)測管道內(nèi)溫度壓力的分布狀況,誤差較小。(3)通過比較實(shí)驗(yàn)法、經(jīng)驗(yàn)公式法、計(jì)算法這三種方法對于預(yù)測硫在酸性氣體中的溶解度模型的優(yōu)劣性,分析得出了計(jì)算法是最適合用來預(yù)測硫的溶解度模型。通過當(dāng)硫組分達(dá)到熱力學(xué)平衡時(shí)固相和氣相的逸度相等這一結(jié)論推導(dǎo)出了固體硫在酸性氣體中溶解度的表達(dá)式。(4)根據(jù)工程氣固兩相流動(dòng)相關(guān)理論基礎(chǔ)和固體顆粒的受力分析,得到了硫沉積的動(dòng)力學(xué)模型,由此計(jì)算出了硫沉積的臨界速度,如果氣流速度大于臨界速度,則析出的硫不會在管線中沉積下來,如果氣流速度小于臨界速度,析出的硫會在管線中沉積下來。(5)總結(jié)了影響清管周期的因素,即最小允許輸送效率、最大允許積液量、和最大允許壓降,并對此作了詳細(xì)說明。對于清管流程的判定、清管周期的確定則依據(jù)石油天然氣行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定,從輸氣效率方面進(jìn)行了確定,最后計(jì)算了有硫沉積量影響下的經(jīng)濟(jì)清管周期。 【關(guān)鍵詞】：高含硫天然氣 集輸管線 壓力溫度分布 硫沉積 預(yù)測模型
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE866
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究目的與意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 研究內(nèi)容、技術(shù)路線11-13
• 1.3.1 研究內(nèi)容11-12
• 1.3.2 技術(shù)路線12-13
• 第二章 含硫天然氣的熱物理性質(zhì)研究13-27
• 2.1 富含H_2S天然氣偏差系數(shù)研究13-18
• 2.1.1 天然氣偏差系數(shù)的確定方法13-16
• 2.1.2 偏差系數(shù)校正模型16-17
• 2.1.3 偏差系數(shù)計(jì)算模型的對比分析研究17-18
• 2.2 富含H2S天然氣粘度研究18-22
• 2.2.1 天然氣粘度的確定方法19-20
• 2.2.2 天然氣粘度校正模型20-21
• 2.2.3 天然氣粘度計(jì)算模型的對比分析21-22
• 2.3 富含H_2S天然氣密度研究22
• 2.4 富含H_2S天然氣物性參數(shù)的影響因素研究22-26
• 2.4.1 H_2S含量對物性參數(shù)的影響22-23
• 2.4.2 壓力對物性參數(shù)的影響23-25
• 2.4.3 溫度對物性參數(shù)的影響25-26
• 本章小結(jié)26-27
• 第三章 輸氣管道溫度壓力分布計(jì)算模型27-36
• 3.1 輸氣管道溫度分布模型27-30
• 3.2 輸氣管道壓力分布模型30-34
• 3.3 壓力溫度分布耦合計(jì)算及分析34-35
• 本章小結(jié)35-36
• 第四章 硫在酸性氣體中的溶解度模型的選取36-40
• 4.1 高含硫氣體元素硫的沉積36
• 4.2 各種計(jì)算在酸性氣體中的溶解度研究的分析比較36-38
• 4.3 計(jì)算硫在酸性氣體中的溶解度38-39
• 本章小結(jié)39-40
• 第五章 高含硫天然氣輸氣管道硫沉積預(yù)測40-46
• 5.1 硫固體顆粒受力分析40-42
• 5.2 硫沉積模型的建立42-44
• 5.3 輸氣管道硫沉積量的計(jì)算44-45
• 本章小結(jié)45-46
• 第六章 沉積硫的經(jīng)濟(jì)清管周期研究46-52
• 6.1 清管周期的影響因素46-47
• 6.2 清管的判定流程47-49
• 6.3 清管周期的確定49-51
• 6.3.1 根據(jù)管道運(yùn)行狀況確定清管周期50
• 6.3.2 根據(jù)單位最低運(yùn)行費(fèi)用確定清管周期50-51
• 本章小結(jié)51-52
• 第七章 計(jì)算實(shí)例52-72
• 7.1 計(jì)算實(shí)例152-67
• 7.2 計(jì)算實(shí)例267-71
• 本章小結(jié)71-72
• 第八章 結(jié)論及建議72-74
• 8.1 結(jié)論72
• 8.2 建議72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文78-79

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