商品天然气烃露点测定方法及其溯源性分析

籍凤凯 周旭昭 郭安娜

摘要：在高压输配机运行系统中，高压供应的商品天然气容易在特殊工况下发生降压，会使天然气产生逆向凝析的现象，在气相中容易发生形成严重的烃液滴。因此，应该严格规定烯烃露点指标，才能够保障整个生产体系安全稳定地运行。天然气的组成部件非常复杂，相态特性与其他简单的多元化学混合物截然不同，给进行商品天然气烯烃的露点测量工作提供了极大的难度。

关键词：商品天然气烃露点;测定方法;溯源性分析

商品天然气在高压输送时情况下通常会使其出现一种反凝析的现象，其在空气中容易形成凝结的重烃液滴，会给输配气系统中的设备造成严重损伤，会直接损伤最终用户。因此，工作人员要对此问题予以关注和重视，在输送到大量的商品和天然气系统的过程中，应该明确各种烃露点的质量指标，以此才能够有效地保障我们的生产管理系统更加安全、稳定地正常运行。

一、冷却镜面法测定烃露点

在测定天然烃露点时，需要严格按照我国相关规定，采用冷却镜面水、烃露点仪，然后运用目测法测定天然气烃露点的方法，但此方法具有局限性，只适合用在单相管输天然气。

手动目测式冷镜法露点仪的主要工作原理是：采用冷镜法的样品天然气能够在恒定的压力下，以一定的流速通过水或仪器来测定室内的各种抛光金属镜面，但要特别注意检查温度，其对于空气和电磁波的影响能够通过人为地降低，并且能够准确地进行测量。温度减慢后，气体就会开始分解析出烃类凝液，此时我们对镜面温度变化进行了测定，得出的温度值即为样品中天然气的烃类凝液露点，观察时有两种方式，即目测或借助电子传感器，也是手动式与自动式。

下面根据例子对其干扰因素与控制措施进行分析，才能够改善冷镜目测法的测量准确度。首先我们需要对烃料进行一次在线取样，在此取样过程中对于气源压力与烃料露点都有一定的要求，不得超过0. 5mpa ，并且每个烃料露点不得到超过2.0摄氏度。在取样期间其温度一般应该是要高于烯烃露点，再次进行试验检测，需要对各种有可能产生温降的连接头与管线处进行保温与加热;与其他烃露点相比，由于天然气的水露点很低，二者之间存在着较大的差异，但二者之间的差异就越大，观察到的烃露点也就越加精确。如果烃的露点温度高于水的露点，将会影响到烃的露点观察，从而影响最终测量结果，出现误差等现象。例如，当水露点对于烃露点的检测结果造成了干扰，观察其中一个烃露点与另一个水露点之间在冷光下镜面上的相互形成了凝析物的颜色与其形状，进而对其做出正确的判断。在测定期间，如果发现镜面上存在有残留的有机物，需要及时地将其擦拭，其中丙酮与石油醚等溶剂用于去除有机污渍的效果是极佳的。

在一个惰性气相系统中每当流体化学出现时，第一滴惰性液体的气相温度变化为一个露点，此处的说明依据流体化学以及热力学而在理论中也可以分析得出。冷镜法、冷静式热水、烃烃的露点温度检测仪等测量计均目的是在准确观察采用冷镜法的表面烯烃经过反射亮光后面所形成的液态烯烃检测薄膜的露点基础上，从而准确判断各种烃烃的露点。同时，某些不同元素原子组成的气体样本的空气由于与气和水、烯烃的暴露点等极其容易接近而也发生了电磁干扰。再者又加上不同生产厂家设计生产的可以测量不同水、烃露点数量值的电子测量仪和计算机与不同工作站的原理不同，因此我们无法在相同露点数量的烃组成的固体样本中同时得到相同的水烃露点数的值，因此，自动式烃露点测定仪的测定值通常会进行调整，使测定值与手动仪器测定值几近相同;或者将其调整至以热学模型对已知组成气体的计算值一致。

根据对上述影响因素进行阐述，对此方法测量准确度的说明为：通过研究与参考天然气露点含量等相关资料，从而得出冷却面目测法获得的准确度更高。

在商品天然气中，烃类的露点属于其中的一种化学物性，其所测量的结果未经论证后不具有溯源性。因而无法针对仪表进行精确的校准，从而会严重影响检验结果的精度。但当前我国针对测量结果的溯源性要求没有明确的规定，合格考核评估机构的人员应该能够验证所获得的测量结果都是具有计量和溯源属性。另外，在我们进行实际工艺过程中，烃类露点在测量前已经发现了许多很大数量的液烃凝结到了镜面上，随着空气和惰性物质冷凝的增加，镜面附近的温度传感器也会发生变化，如果镜面的温度很低，其温度比镜面温度还要低。根据对这些气温影响要素因子的准确阐释，导致该检测仪器所实时记录的对聚烯烃的暴露点温的值数和读数远远都要低于仪器镜面的实际平均气温。

二、计算法得出天然气烃露点

天然气主要是由复杂烃类或者气体混合物所组成，对于一个由给定烃类组成的天然气，其最高露点下的压力为烃类输配电网压力的中间位置值，因此，通过精准地分析了天然气的组成后，利用状态方程法从而将某一特定电网压力下的烃类露点进行计算得出。

根据关于天然烃在露点下计算的气相色谱技术要求，其中明确地规定了状态方程计算天然气烃在露点下的气相色谱分析技术要求，天然气的组成色谱分析主要包括两种惰性组分与烃类，适用于2-2. 5mpa 的气体温度与压力，并且温度不得超过50摄氏度。该计算方法能够有效地获得自然气烃中露点的分析准确度，受到了取样的代表性、气象学和色谱分析结果的准确性、微量重烃扩展分析所能够达到的碳个体数、处理方法以及电脑软件等多种因素的影响。

（一）重复性的影响

在分析常规天然气样品时，应满足天然气组成分析气象色谱法的规定。例如，将两个天然气样品进行分析，重复两次，从而计算所得的天然气组分中的含量和露点所计算的结果。通过实验方法可以得出，同一个天然气样品进行分析两次后所计算的结果差距约为2.8摄氏度;两瓶样本进行分析后所得的烃类露点之间的价差计算比较小，因此，气相色谱法的分析技术在数学上具有明显优势，并且能够充分地满足数学计算方法对各种组分物质含量的分析重复性需求。

（二）碳数交叉的影响

通过对天然气烃中微量重烃组分的测定和分析，根据对天然气烃中微量露点法所计算出的气象学和色谱分析的要求，从其中碳原子形成交叉组分，例如，苯、甲基环乙烷等，应单独地进行测定，能够提升分析结果的准确性。

结束语：

天然气的输配系统正常运行的过程中，经常会发生反凝析的现象，应先按规定烃露点的指标，确保其安全、稳定的运行，并引起相关部门的重视。烃露点仪器是利用石油或煤炭作为水溶剂而制成的天然气一种特殊物性，常见的冷镜式烃露点仪由于其测量的结果并没有具备可追踪的溯源性，因此，无法对仪器进行精确的校准，而且测量结果的评定也没有足够准确;同一个高压下冷镜法式烃露点仪进行了校准与调整，测得烃露点数值与被检出的气体中潜在的液烃含量之间存在着明确的联系，以此能够建立冷镜法式烃露点仪的可追溯源校准过程。

参考文献：

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作者简介：籍凤凯，性别男，籍贯山东潍坊。出生1989.5，学历本科，现从事天然气长输管道的生产运行管理工作

山东省天然气管道有限责任公司 261200