【正文】 學(xué)分析法，如經(jīng)典的碘量法和硫酸銀法。用 90～ 95℃ NaOH溶液或酸性 CdSO4溶液除去 H2S后，可以用碘量法，庫(kù)侖滴定法測(cè)定常量的硫醇含量。 H2S及 RSH用 NaOH溶液同時(shí)吸收后， RSR用碘 正庚烷溶液吸收，形成的絡(luò)合物（RSR其它硫化物不干擾。根據(jù)組分和含量的不同，色譜條件可以適當(dāng)調(diào)整。在120℃ 用 30％聚乙二醇柱，用熱導(dǎo)鑒定器，可測(cè)定 1到幾千 ppm水分。天然氣中水分的測(cè)定，常用重量法和目視露點(diǎn)法，也可用干濕球法。理想氣體狀態(tài)方程式有以下幾種形式： ? 理想氣體在 0℃ ， ，千摩爾體積為 ，在 20℃ ， kPa標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，千摩爾體積為 。真實(shí)氣體狀態(tài)方程有如下形式： m0 p = Z R T p V = Z G R T p V R TvZ?2022/5/24 29 二、天然氣的物理性質(zhì) ? 壓縮系數(shù)是對(duì)理想氣體狀態(tài)方程引入的一個(gè)修正系數(shù)，用 z來(lái)表示，它表示實(shí)際氣體與理想氣體的偏離程度。用于計(jì)算氣體混合物的分子量和臨界參數(shù)的公式都叫結(jié)合率。 2022/5/24 31 二、天然氣的物理性質(zhì) ? 2).視分子量 Mˊ的計(jì)算 ? 氣體混合物的視分子量 Mˊ，一般是用分子加合法求得。在此條件下 Zair≈1， Z≈1， Mair＝ ，故天然氣的比重為： ZZiM ai rMD ai rDS ??airMSM?2 8 .9 6 4NSN ? ??2022/5/24 33 二、天然氣的物理性質(zhì) ? 、天然氣的 PVT計(jì)算 ? 對(duì)于復(fù)雜組成的天然氣，除采用壓縮系數(shù)校正外，還應(yīng)考慮進(jìn)一步的校正。當(dāng) CO2或者H2S含量超過(guò) 2％時(shí)，則應(yīng)考慮這些組分對(duì) Z值的影響。 2022/5/24 36 二、天然氣的物理性質(zhì) 低對(duì)比壓力下天然氣的壓縮系數(shù) 接近常壓時(shí)天然氣的壓縮系數(shù) 2022/5/24 37 二、天然氣的物理性質(zhì) ? 2).由天然氣的比重求視臨界參數(shù) ? 對(duì)非烴含量不高的天然氣，在缺乏氣體分析數(shù)據(jù)時(shí)，可根據(jù)氣體比重 S，按下面等式估算出 Pcˊ和 Tcˊ: ? 天然氣的視臨界參數(shù)也可根據(jù)比重由天然氣的視臨界性質(zhì)圖直接讀出。故在有分析數(shù)據(jù)資料時(shí)，最好不要用比重計(jì)算公式或圖表求天然氣的視臨界參數(shù)。 ? 在計(jì)算分子量與其相近的天然氣時(shí)，已知壓力和溫度即可直接在低分子量天然氣的壓縮系數(shù)圖找出壓縮系數(shù)。氣體分子量超過(guò) 20，壓縮系數(shù)低于 較大誤差（誤差可達(dá)到 10％）。 2022/5/24 40 二、天然氣的物理性質(zhì) Tc? Tc?（ A）低分子量天然氣的壓縮系數(shù) （上圖 應(yīng)為 210K；下圖 應(yīng)為 221K） 2022/5/24 41 二、天然氣的物理性質(zhì) Tc? Tc?（ B）低分子量天然氣的壓縮系數(shù) （上圖 應(yīng)為 210K；下圖 應(yīng)為 221K） 2022/5/24 42 二、天然氣的物理性質(zhì) ? 、含有顯著量 H2S和 /或 CO2的酸性天然氣的 PVT關(guān)系的計(jì)算 ? 酸性天然氣的壓縮系數(shù)和潔氣有所不同，魏切特（ Wichert）和埃則茨（ Aziz）提出了簡(jiǎn)單易行的校正方法，這個(gè)方法仍使用標(biāo)準(zhǔn)天然氣壓縮系數(shù)圖 。 ? 魏切特和埃則茨使用了一個(gè)“視臨界溫度調(diào)整系數(shù) ε”，用于按下式調(diào)整凱氏結(jié)合律計(jì)算的酸性天然氣的視臨界參數(shù)： 0 . 5 5 6CCTT ??? ??? ?)1( BBT TPPCCCC ?????????2022/5/24 43 二、天然氣的物理性質(zhì) ? 視臨界溫度調(diào)整系數(shù) ε是酸性天然氣中 CO2和 H2S濃度的函數(shù)，可由視臨界溫度的校正值圖查出。 視臨界溫度的校正值（186。在上述條件下加熱單位體積或衡分子物質(zhì)時(shí)，溫度升高一度所吸收的熱量，稱為此物質(zhì)的熱容，單位是千卡 /米 3?℃ 或千卡 /公斤分子 ?℃ 。 ? 比熱分為真比熱和平均比熱。 ? 定容比熱 ： ? 定壓比熱： ? 天然氣中主要組分常壓下的定壓比熱值和液體烴的比熱均可通過(guò)查圖獲得。 真實(shí)氣體比熱校正圖 2022/5/24 49 三、天然氣的熱力學(xué)性質(zhì) ? 天然氣的比熱可根據(jù)各組分的比熱，用分子分?jǐn)?shù)加合法或重量分?jǐn)?shù)加合法求得，即 ： ? 按分子百分量計(jì)算比熱時(shí)， ? 按重量百分量計(jì)算比熱時(shí)， 定壓比熱和定容比熱之比 K，稱為比熱比或熱容商，亦稱絕熱系數(shù)： N i iC y C? ?N i iC W C??? ?pVCKC?2022/5/24 50 三、天然氣的熱力學(xué)性質(zhì) ? 、天然氣的熱焓和熵 ? 熱焓 H簡(jiǎn)稱焓，是熱力學(xué)狀態(tài)函數(shù)，定義如下： ? 一個(gè)體系在不做非體積功的恒壓可逆過(guò)程中吸入的熱量等于該體系熱焓的增量，即 ? 對(duì)于理想氣體的等溫、可逆膨脹或壓縮過(guò)程，熵的增量 ΔS按下式計(jì)算： H U P V??21 PH H H Q? ? ? ?QST??2022/5/24 51 三、天然氣的熱力學(xué)性質(zhì) ? 在非等溫條件下，若初始溫度為 T1，則最終溫度為 T2時(shí)，可把非等溫過(guò)程劃分成許多無(wú)限小的等溫過(guò)程，按下式計(jì)算熵增量： ? ? 天然氣在透平膨脹機(jī)和壓縮機(jī)中膨脹和壓縮，可近似地看做絕熱過(guò)程 δQ＝ 0，因而 ΔS＝ 0，可按等熵過(guò)程進(jìn)行計(jì)算。天然氣的熱值有兩種。如果燃燒產(chǎn)品中的水保持汽相，這是測(cè)定的熱值為低熱值（ LHV），或稱凈熱值。先計(jì)算出理想氣體狀態(tài)下的熱值 HON，然后再利用氣體存在狀態(tài)下的壓縮系數(shù)校正，計(jì)算出真實(shí)天然氣的熱值 HrN。濕天然氣的熱值正比于濕天然氣中干天然氣的含量，即 ? )0 0 0 )(2()(1 222211 HHnnrN yybybybyZ ?????? ??rNPTrNPT HTZPZH 8 8?1dm dwdHH yyH? ? ? ?2022/5/24 54 三、天然氣的熱力學(xué)性質(zhì) ? 、可燃性極限 ? 在一定條件下可燃性氣體和空氣的混合物有兩個(gè)可燃性極限。對(duì)于氣體混合物，燃燒低限可根據(jù)下式由組分的燃燒低限進(jìn)行計(jì)算： ? 一般來(lái)說(shuō)，壓力低于 50毫米汞柱，天然氣和空氣的混合物不可燃，壓力高于 1大氣壓時(shí)，壓力增加可燃性極限的高限也顯著增加。即 ? 隨著壓力升高，氣體的性質(zhì)逐漸接近液體，而溫度對(duì)氣體粘度的影響也逐漸接近液體。壓力對(duì)天然氣的粘度有很大的影響，特別當(dāng)氣體壓力超過(guò) 10大氣壓時(shí)，這種影響變得更加顯著。 y??? ???2022/5/24 56 三、天然氣的熱力學(xué)性質(zhì) ? 、熱導(dǎo)率 ? 熱導(dǎo)率是物質(zhì)的基本性質(zhì)之一，它決定著熱傳導(dǎo)的速率。 ? 表示天然氣含水量多少的指標(biāo)主要有：含水量、絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、水露點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，從氣田中采出的天然氣的含水量大約為 6~8g/Nm3，而要求進(jìn)入干線輸氣管道的天然氣的含水量不應(yīng)超過(guò) 96~128mg/Nm3。天然氣的相對(duì)濕度是指其實(shí)際絕對(duì)濕度與同溫度下其達(dá)到水蒸氣飽和時(shí)的絕對(duì)濕度之比。在任一給定的壓力下，濕天然氣中的水蒸氣分壓等于某一溫度下水的飽和蒸氣壓時(shí)，這一溫度就稱為濕天然氣在給定壓力下的水露點(diǎn)。水露點(diǎn)反映了天然氣中的水蒸氣含量，而烴露點(diǎn)則反映了天然氣中重?zé)N組分的含量。 ? 我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《 輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范 》 （ GB 50251 94）明確規(guī)定：管輸天然氣在最高輸送壓力下的水露點(diǎn)至少應(yīng)該比管道周圍的最低環(huán)境溫度低 5℃ ，而烴露點(diǎn)不得高于最低環(huán)境溫度。天然氣的數(shù)量可以用它的標(biāo)準(zhǔn)體積、質(zhì)量或能量值（熱值）來(lái)度量。 ? 體積流量計(jì)分為差壓式流量計(jì)、容積式流量計(jì)和速度式流量計(jì)三大類，其中容積式屬于直接測(cè)量式，而差壓式和速度式都屬于間接測(cè)量式。 ? 目前在國(guó)外燃?xì)庑袠I(yè)使用的能量流量計(jì)主要有燃燒熱值表和氣相色譜儀，前者為直接測(cè)量式，后者為間接測(cè)量式。 2022/5/24 62 一、壓降法測(cè)流量 ? 充滿管道的流體，當(dāng)它流經(jīng)管道 ? 內(nèi)的節(jié)流裝置（如孔板、噴嘴或 ? 文丘利管）時(shí)，流束將在節(jié)流裝 ? 置處形成局部收縮，壓力的部分 ? 位能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，結(jié)果流速增加， ? 靜壓力降低，于是在節(jié)流裝置前 ? 后產(chǎn)生了壓力降（或壓差） 孔板前后壓力和流速分布圖 2022/5/24 63 一、壓降法測(cè)流量 ? 、理論方程式 ? 節(jié)流裝置形式較多，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置有四種，即孔板、噴嘴、文丘利噴嘴和文丘利管。 ? 當(dāng)天然氣流經(jīng)孔板時(shí)，天然氣流動(dòng)狀態(tài)是穩(wěn)定的，在流動(dòng)過(guò)程中無(wú)功輸入或輸出，氣體與外界無(wú)熱交換，即流動(dòng)過(guò)程是絕熱過(guò)程。 ? 在我國(guó)的天然氣工業(yè)中，目前廣泛采用國(guó)家計(jì)量局推薦的角接取壓法。 PHSZTdAQ s 112 9 32???2022/5/24 65 二、標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)流量中各參數(shù)的確定 ? 、流量系數(shù) α ? 試驗(yàn)證明， α與取壓點(diǎn)位置，截面比，雷諾數(shù)，管壁粗糙度，孔板入口邊緣尖銳度有關(guān)。 影響 ε值基本因素是 H / P1， H / P1愈大重度改變也愈大，因而ε值偏離 1愈大。 ? 、氣體的比重修正系數(shù)、壓縮修正系數(shù) 、 溫度修正系數(shù) ? 相對(duì)比重 S值由氣體分析資料確定，已知 S值，相應(yīng)可以求出比重修正系數(shù)，或者查比重系數(shù)表。 ? 連續(xù)記錄溫度取平均值作為氣流流經(jīng)孔板時(shí)的氣體溫度。 2022/5/24 67 二、標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)流量中各參數(shù)的確定 ? 、波動(dòng)情況下的流量計(jì)算 ? 按標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置的實(shí)用條件，流體流束在管道內(nèi)的流動(dòng)應(yīng)該是穩(wěn)定的，但實(shí)際上，由于各種因素影響到靜壓和差壓的波動(dòng)，特別是形成“脈動(dòng)流”時(shí)，會(huì)給計(jì)量帶來(lái)誤差。 ? 2）使用較小直徑的孔板，或者使用較小尺寸的計(jì)量管，而使孔板保持原直徑不變，從而獲得最高限度的差壓。 2022/5/24 68 二、標(biāo)準(zhǔn)孔板測(cè)流量中各參數(shù)的確定 ? 在靜壓、差壓波動(dòng)大的場(chǎng)合，為了比較精確地求出全天流量，應(yīng)取較小的時(shí)間間隔（如 15分鐘，半小時(shí)， 1小時(shí) …… ），分別計(jì)算該時(shí)間間隔的流量 Q Q2……Q n，全天流量為 Qs＝ Q1＋ Q2＋ ……＋ Qn。型號(hào)編制如下表所示。 ? 該積算器適用于氣體在一個(gè)季節(jié)內(nèi)日平均溫度變化為 177。 5％），工作壓力為 40公斤 /厘米 2以下的集輸氣站場(chǎng)。是一種非接觸式儀表，適用于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量，與其他類型的流量計(jì)相比，超聲波流量計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)： ? 1）適用于各種管徑氣體流量的高精度計(jì)量； 2）測(cè)量范圍（量程比）很寬，一般為 1:40～ 1:160，最大能達(dá)到 1:300； 3）重復(fù)性很高； 4）流量計(jì)本體除不受壓力、溫度、分子量、氣體組分變化的影響外，也不受渦流和流速剖面變化，以及沉積物或濕氣的影響； 5）可精確測(cè)量脈動(dòng)流，無(wú)磨損，示值無(wú)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，偏移誤差?。?1/10s）； 6）節(jié)能，可大大降低長(zhǎng)輸管道增壓費(fèi)用； 7）無(wú)可動(dòng)部件； 8）重量輕，所占空間?。? 9）系統(tǒng)本身有自我檢測(cè)功能； 10）可允許管道清洗球自由通過(guò)管道對(duì)其進(jìn)行清洗 2022/5/24 73 四、超聲波流量計(jì) ? 超聲波流量計(jì)的測(cè)量原理 ? 超聲波流量計(jì)按測(cè)量原理，可以具有多種不同的形式。 ? 目前大管徑天然氣計(jì)量中使用的超聲波流量計(jì)多數(shù)采用傳播速度差法測(cè)量原理的流量計(jì)。當(dāng)聲波的傳播方向與流體的流動(dòng)方向一致時(shí)，其傳播速度為（ c＋ u），當(dāng)聲波的傳播方向與流體的流動(dòng)方向相反時(shí)，其傳播速度為（ cu）。 ? ?)/1()/1(2 21 ttLu ??? ?)(2/ 11 ttttLu ????2022/5/24 75 四、超聲波流量計(jì) ? 超聲波流量計(jì)在天然氣流量計(jì)量上的應(yīng)用 ? 隨著計(jì)量技術(shù)的發(fā)展，英斯卓美（ Instromet）公司把人工智能技術(shù)引入到超聲傳感器中，并研制成功了高速數(shù)字處理電路，利用全新的數(shù)字超聲技術(shù)取代了落后的模擬超聲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了真正的高精度氣體流量測(cè)量。能實(shí)現(xiàn)天然氣流量的正確計(jì)量；能顯示、打印瞬時(shí)質(zhì)量流量和體積流量以及累計(jì)質(zhì)量流量和體積流量、溫度、壓力等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；通過(guò)微機(jī)能實(shí)現(xiàn)對(duì)變送器的校正和調(diào)零功能；具有高低壓報(bào)警功能，對(duì)計(jì)量參數(shù)設(shè)置報(bào)警限度，超過(guò)限度產(chǎn)生報(bào)警； ? 具有自診斷功能，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)傳感器的污染情況，有自動(dòng)增益放大系統(tǒng)，當(dāng)達(dá)到功能極限時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，提示清洗或更換探頭。 ? 其特點(diǎn)包括：無(wú)與倫比的計(jì)量精度；低流量下的突出表現(xiàn)；精確度在 177。 2022/5/24 78 第四章 液化天然氣的儲(chǔ)運(yùn)和利用 2022/5/24 79 ? 在液化天然氣（ LNG）工業(yè) ? 鏈中， LNG的儲(chǔ)存和運(yùn)輸是 ? 兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。 ? A. 按容量分類 ? 1）小型儲(chǔ)罐容量 5～ 50m3。常用于衛(wèi)星式液化裝置，工業(yè)燃?xì)馄镜?