天然气集输2天然气脱水
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8 mol吡啶+2 mol二氧化硫+15 mol甲醇+1 mol碘
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二、天然气水合物
在一定温度和压力条件下、天然气的某些组分与液态水生 成的一种外形像冰、但晶体结构与冰不同的笼形化合物称为天 然气水合物。 1、物理性质 ①白色固体结晶，外观类似压实的冰雪； ②轻于水、重于液烃，相对密度为0.960.98； ③半稳定性，在大气环境下很快分解。
（2）一定的压力温度条件——高压、低温；
（3）气体处于紊流脉动状态，如：压力波动或流向突变产生搅 动，或有晶种(固体腐蚀产物、水垢等)存在都会促进产生 水合物。 因此，在孔板、弯头、阀门、管线上计量气体温 度的温度计井等处极易产生水合物。
2)吸收法：气体通过充满P2O5的吸收管，吸收剂P2O5吸收气体内 的水分，精确测定P2O5的质量增加值和通过吸收管的气体量，即可 求得气体内的含水量。
3)Karl-Fischer法：利用卡尔-费希尔试剂吸收天然气中的水分， 测出中和卡尔-费希尔试剂所需的天然气量即可求得气体的含水量。 卡尔-费希尔试剂的配制：
根据气体内是否含有酸气，天然气饱和含水量与压力、温度 的相关关系分为两类：一类为不含酸气(或酸气含量较少)的称甜 气图；另一类为含酸气的称酸气图。
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1、甜气图 如图，天然气饱和水含量随压力、
温度的变化关系。可见，压力越高、温 度越低，饱和水含量越小。
在一定压力下与天然气饱和水含量 相对应的温度称为天然气水露点。
分子式为S16L8·136H2O
12个正五边形、 2个正六边形
正五边形
12个正五边形、 4个正六边形
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3）H型晶体结构：对H型水合物尚处于研究中，知之甚少， H型 水合物由34个水分子构成，共有6个笼状晶格，可容纳6个气体分 子。其中1个大的（ 12个正五边形、8个正六边形组成的二十面 体）、 2个中的（ 3个正四边形、6个正五边形、3个正六边形组 成的十二面体）、3个小的（正五边形组成的十二面体）。
分子式为S2L6·46H2O
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பைடு நூலகம்12
2）II型晶体结构：金刚石晶体立方结构，由136个水分子构成， 共有24个笼状晶格，可容纳24个气体分子。其中8个大的（ 12个 正五边形、4个正六边形组成的十六面体，平均自由直径0.69纳 米）、16个小的（正五边形组成的十二面体，平均自由直径0.48 纳米）。
在某一压力下，水露点愈低，饱和 含水量愈小。当气体实际温度高于水露 点时，气体处于未饱和状态，无液态水 析出；当气体实际温度等于水露点时， 气体处于饱和状态，开始有液态水析出； 当气体实际温度低于水露点时，气体处 于过饱和状态，有液态水析出。
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当天然气相对密度>0.6时，乘以相对密度修正系数进行修正。 由图可见，相对密度增大，气体饱和水含量降低。
分子式为S3S2L1·34H2O
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由于晶格空腔有大有小，因此不同直径的气体分子会形成不同类型 的气体水合物。
天然气中CH4、C2H6、CO2、H2S可形成稳定的I型水合物。每个气 体分子周围有68个水分子，即：
CH4·6H2O C2H6·8H2O H2S·6H2O CO2·6H2O 大分子量组分C3H8和i-C4H10(异丁烷)仅能进入II型水合物内的大腔 室，形成II型水合物。每个气体分子周围有17个水分子，即：
天然气与含盐水接触时，乘以含盐修正系数进行修正。由图可 见，含盐量增大，天然气饱和水含量降低。
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x s ——水中含盐量，g/L；
g ——气体相对密度；
t ——气体温度，℃。
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2、酸气图
当压力小于2.0MPa时，酸气浓度对天然气含水量的影响不大， 可以按甜气图查得。
天然气净化与加工
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天然气脱水
第一节 天然气水合物 第二节 甘醇脱水 第三节 固体干燥剂脱水 第四节 脱水方法选择
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第一节 天然气水合物
一、天然气饱和含水量 二、天然气水合物
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一、天然气饱和含水量
天然气饱和水含量的大小取决于温度、压力和气体组成。确 定天然气饱和水含量的方法有三类：图解法、实验法和状态方程 法。
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2、结构
采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现，气体水合物 是由多个填充气体分子的笼状晶格构成的晶体，晶体结构有三种 类型：I、II、H型。
1）I型晶体结构：体心立方结构，由46个水分子构成，共有8个 笼状晶格，可容纳8个气体分子。其中6个大的（ 12个正五边形、 2个正六边形组成的十四面体，平均自由直径0.59纳米）、2个小 的（正五边形组成的十二面体，平均自由直径0.52纳米）。
y ——气体组分摩尔分数。
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天然气中饱和CO2的有效水含量 天然气中饱和H2S的有效水含量
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3、饱和含水量的测试方法
有多种气体含水量测定方法，常见的有露点法、吸收质量法和 Karl．Fischer（卡尔-费希尔）法。
1)露点法：在恒定压力下，气体以一定流量流经露点仪，仪器的测 量腔室内有抛光金属镜面，其温度可人为控制精确调节并准确测定。 随着镜面温度逐步降低，气体被水饱和时镜面上开始结露，此时的 镜面温度即为水露点。由水露点查表可得气体饱和含水量。
C3H8·17H2O i-C4H10·17H2O 气体分子填满腔室的程度取决于外部压力和温度，腔室内充满气体 分子的程度愈高、水合物愈稳定。腔室未被气体分子占据时，结构处于 亚稳定状态，称为β相；气体分子填充腔室后形成稳定结构，称H相。
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3、生成条件
（1）气体处于水蒸汽的过饱和状态或者有液态水，即气体和液 态水共存；
高压时，天然气饱和含水量随酸气浓度的增大而增大。压力大 于2.0 MPa时，可用Campbell法求酸性天然气含水量。 Campbell法：
W S y h c W h c y C O 2 W C O 2 y H 2 S W H 2 S
W h c ——按甜气查得的天然气中水的质量浓度，mg/m3； W C O 2 ——CO2中水的质量浓度，mg/m3； W H 2 S ——H2S中水的质量浓度，mg/m3；
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二、天然气水合物
在一定温度和压力条件下、天然气的某些组分与液态水生 成的一种外形像冰、但晶体结构与冰不同的笼形化合物称为天 然气水合物。 1、物理性质 ①白色固体结晶，外观类似压实的冰雪； ②轻于水、重于液烃，相对密度为0.960.98； ③半稳定性，在大气环境下很快分解。
（2）一定的压力温度条件——高压、低温；
（3）气体处于紊流脉动状态，如：压力波动或流向突变产生搅 动，或有晶种(固体腐蚀产物、水垢等)存在都会促进产生 水合物。 因此，在孔板、弯头、阀门、管线上计量气体温 度的温度计井等处极易产生水合物。
2)吸收法：气体通过充满P2O5的吸收管，吸收剂P2O5吸收气体内 的水分，精确测定P2O5的质量增加值和通过吸收管的气体量，即可 求得气体内的含水量。
3)Karl-Fischer法：利用卡尔-费希尔试剂吸收天然气中的水分， 测出中和卡尔-费希尔试剂所需的天然气量即可求得气体的含水量。 卡尔-费希尔试剂的配制：
根据气体内是否含有酸气，天然气饱和含水量与压力、温度 的相关关系分为两类：一类为不含酸气(或酸气含量较少)的称甜 气图；另一类为含酸气的称酸气图。
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1、甜气图 如图，天然气饱和水含量随压力、
温度的变化关系。可见，压力越高、温 度越低，饱和水含量越小。
在一定压力下与天然气饱和水含量 相对应的温度称为天然气水露点。
分子式为S16L8·136H2O
12个正五边形、 2个正六边形
正五边形
12个正五边形、 4个正六边形
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3）H型晶体结构：对H型水合物尚处于研究中，知之甚少， H型 水合物由34个水分子构成，共有6个笼状晶格，可容纳6个气体分 子。其中1个大的（ 12个正五边形、8个正六边形组成的二十面 体）、 2个中的（ 3个正四边形、6个正五边形、3个正六边形组 成的十二面体）、3个小的（正五边形组成的十二面体）。
分子式为S2L6·46H2O
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பைடு நூலகம்12
2）II型晶体结构：金刚石晶体立方结构，由136个水分子构成， 共有24个笼状晶格，可容纳24个气体分子。其中8个大的（ 12个 正五边形、4个正六边形组成的十六面体，平均自由直径0.69纳 米）、16个小的（正五边形组成的十二面体，平均自由直径0.48 纳米）。
在某一压力下，水露点愈低，饱和 含水量愈小。当气体实际温度高于水露 点时，气体处于未饱和状态，无液态水 析出；当气体实际温度等于水露点时， 气体处于饱和状态，开始有液态水析出； 当气体实际温度低于水露点时，气体处 于过饱和状态，有液态水析出。
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当天然气相对密度>0.6时，乘以相对密度修正系数进行修正。 由图可见，相对密度增大，气体饱和水含量降低。
分子式为S3S2L1·34H2O
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由于晶格空腔有大有小，因此不同直径的气体分子会形成不同类型 的气体水合物。
天然气中CH4、C2H6、CO2、H2S可形成稳定的I型水合物。每个气 体分子周围有68个水分子，即：
CH4·6H2O C2H6·8H2O H2S·6H2O CO2·6H2O 大分子量组分C3H8和i-C4H10(异丁烷)仅能进入II型水合物内的大腔 室，形成II型水合物。每个气体分子周围有17个水分子，即：
天然气与含盐水接触时，乘以含盐修正系数进行修正。由图可 见，含盐量增大，天然气饱和水含量降低。
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x s ——水中含盐量，g/L；
g ——气体相对密度；
t ——气体温度，℃。
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2、酸气图
当压力小于2.0MPa时，酸气浓度对天然气含水量的影响不大， 可以按甜气图查得。
天然气净化与加工
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天然气脱水
第一节 天然气水合物 第二节 甘醇脱水 第三节 固体干燥剂脱水 第四节 脱水方法选择
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第一节 天然气水合物
一、天然气饱和含水量 二、天然气水合物
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一、天然气饱和含水量
天然气饱和水含量的大小取决于温度、压力和气体组成。确 定天然气饱和水含量的方法有三类：图解法、实验法和状态方程 法。
2020/10/8
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2、结构
采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现，气体水合物 是由多个填充气体分子的笼状晶格构成的晶体，晶体结构有三种 类型：I、II、H型。
1）I型晶体结构：体心立方结构，由46个水分子构成，共有8个 笼状晶格，可容纳8个气体分子。其中6个大的（ 12个正五边形、 2个正六边形组成的十四面体，平均自由直径0.59纳米）、2个小 的（正五边形组成的十二面体，平均自由直径0.52纳米）。
y ——气体组分摩尔分数。
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天然气中饱和CO2的有效水含量 天然气中饱和H2S的有效水含量
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3、饱和含水量的测试方法
有多种气体含水量测定方法，常见的有露点法、吸收质量法和 Karl．Fischer（卡尔-费希尔）法。
1)露点法：在恒定压力下，气体以一定流量流经露点仪，仪器的测 量腔室内有抛光金属镜面，其温度可人为控制精确调节并准确测定。 随着镜面温度逐步降低，气体被水饱和时镜面上开始结露，此时的 镜面温度即为水露点。由水露点查表可得气体饱和含水量。
C3H8·17H2O i-C4H10·17H2O 气体分子填满腔室的程度取决于外部压力和温度，腔室内充满气体 分子的程度愈高、水合物愈稳定。腔室未被气体分子占据时，结构处于 亚稳定状态，称为β相；气体分子填充腔室后形成稳定结构，称H相。
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3、生成条件
（1）气体处于水蒸汽的过饱和状态或者有液态水，即气体和液 态水共存；
高压时，天然气饱和含水量随酸气浓度的增大而增大。压力大 于2.0 MPa时，可用Campbell法求酸性天然气含水量。 Campbell法：
W S y h c W h c y C O 2 W C O 2 y H 2 S W H 2 S
W h c ——按甜气查得的天然气中水的质量浓度，mg/m3； W C O 2 ——CO2中水的质量浓度，mg/m3； W H 2 S ——H2S中水的质量浓度，mg/m3；