天然气水合物的危害与防止(2021年)
天然气水合物的危害与防止
天然气水合物的危害与防止天然气水合物（又称冰火）是一种在高压和低温条件下形成的物质，由水和天然气分子相结合而成。
它主要存在于深海沉积物中，是一种潜在的能源资源。
然而，天然气水合物也具有一定的危害，并需要采取适当的措施进行防止和控制。
以下是有关天然气水合物的危害和防止方法的详细说明。
一、天然气水合物的危害1. 环境污染：天然气水合物的开采和开发过程中，会产生大量的废水和废气。
废水中含有一定浓度的盐和重金属等有毒物质，如果未经处理直接排放到环境中，将会对水体和生态系统造成严重污染。
废气中含有甲烷等温室气体，其对全球气候变化的影响也不可忽视。
2. 地质灾害：天然气水合物属于一种稳定的结构，在地质条件发生改变时，有可能导致其解聚释放出大量的天然气。
这些气体若在地下形成较大规模的气囊，有可能引发火灾、爆炸等地质灾害，对周围环境和人类的安全造成威胁。
3. 海洋生态系统破坏：天然气水合物存在于深海沉积物中，开采和开发这些水合物往往需要使用大量的设备和工具，这些设备在操作过程中可能会对海洋生态系统造成破坏。
例如，底部拖缆或钻浆泄漏可能导致海洋底栖生物死亡，捕捞设备的使用可能破坏底栖生物的生活环境。
4. 社会经济影响：天然气水合物是一种潜在的能源资源，如果能够成功开发和利用，将会对经济产生重大的影响。
然而，由于水合物开发技术的复杂性和风险性，开发难度较大，并且需要大量的资金投入。
一旦投资失败，将会对相关企业和国家的财务状况产生负面影响。
二、天然气水合物的防止1. 加强监管和管理：针对天然气水合物开采和开发活动，应加强监管和管理。
完善相关法律法规，建立健全的监测和检测机制，确保开发活动符合环境保护和安全标准。
对违规行为严肃追责，提高违法成本，减少不合规行为的发生。
2. 发展环保技术：开发天然气水合物的过程中，应加强环境保护技术研究和应用。
例如，开展废水处理和废气排放控制技术研发，提高处理效率和降低对环境的影响。
同时，应大力发展清洁能源技术，减少对水合物的依赖，推动可再生能源的发展。
天然气水合物的危害与防止(2021年)
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改天然气水合物的危害与防止(2021年)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes天然气水合物的危害与防止(2021年)一、天然气水合物在一定的温度和压力条件下，含水天然气可生成白色致密的结晶固体，称为天然气水合物(NGHnaturalgashydrate)，其密度约为0.88～0.99g/cm3。
天然气水合物是水与烃类气体的结晶体，外表类似冰和致密的雪，是一种笼形晶状包络物，即水分子借氢键结合成笼形晶格，而烃类气体则在分子间作用力下被包围在晶格笼形孔室中。
NGH共有两种结构，低分子的气体(如CH4，C2H6，H2S)的水合物为体心立方晶格；较大的气体分子(如C3H8，iC4H10)则是类似于金钢石的晶体结构。
当气体分子充满全部晶格的孔室时，天然气各组分的水合物分子式可写为CH4·6H20，C2H6·6H20，C3H8·17H20，iC4H10·17H20，H2S·6H20，CO2·6H20。
水合物是一种不稳定的化合物，一旦存在的条件遭到破坏，就会分解为烃和水。
天然气水合物是采输气中经常遇到的一个难题之一。
二、天然气水合物的危害及成因1.天然气水合物的危害在天然气管道输送过程中，天然气水合物是威胁输气管道安全运行的一个重要因素。
能否生成水合物与天然气组成(包括含水量)、压力、温度等条件有关。
天然气通过阻力件(如节流阀、调压器、排污阀等)时，天然气压力升高，气体温度下降。
天然气水合物的防治
1 天然气水合物的危害天然气水合物是石油、天然气开采、加工和运输过程中在一定温度和压力下天然气与液态水形成的冰雪状复合物。
严重时，这些水合物能堵塞井筒、管线、阀门和设备，从而影响天然气的开采、集输和加工的正常运转。
只要条件满足，天然气水合物可以在管道、井筒以及地层多孔介质孔隙中形成，这对油气生产及储运危害很大。
2 天然气水合物的性质和形成2.1 水合物的性质及结构天然气水合物为白色结晶固体，是在一定温度、压力条件下，天然气中的烃分子与其中的游离水结合而形成的，其中水分子靠氢键形成一种带有大、小孔穴的结晶晶格体，这些孔穴被小的气体分子所充填。
形成水合物的首要条件是天然气中含水，且处于过饱和状态，甚至有液态游离水存在;其次是有一定条件的压力和低于水合物形成的温度。
在上述两种条件下的生产运行过程中，如遇压力波动、温度下降、节流或气流流向突变很快就可能形成水合物堵塞。
2.2 水合物的生成条件天然气水合物生成除了与天然气组分、组成和游离水含量有关外，还需要一定的压力和温度。
下式即为水合物自发生成的条件：M+nH2O（固、液）=[M·H2O]（水合物）也就是说，只有当系统中气体压力大于它的水合物分解压力时，才有可能由被水蒸气饱和的气体M自发地生成水合物。
由热力学观点看，水合物的自发生成绝不是必须使气体M被水蒸气饱和，只要系统中水的蒸汽压大于水合物晶格表面水的蒸汽压就足够了。
此外，形成水合物的辅助条件是：气流的停滞区。
2.3 长庆气田天然气水合物形成的基本参数及防治工艺根据长庆气田天然气组分，采用节点分析软件分析，计算压力在6～20 MPa时其水合物形成温度为14.5～22.3℃。
一般开井初期井口压力在20MPa 以上，采气管线按25MPa压力设计。
根据下游用户交接点的压力情况，反算得出集气支、干线设计压力为6.4MPa。
井口的天然气流动温度一般只有15～18℃。
这些参数和生产情况表明，井筒长度在300m 以上的大多数气井都具备形成水合物的条件，在井口和采气管线中很容易生成天然气水合物。
气井井筒内天然气水合物形成预测及预防措施研究
２ 水 合 物 预测 方 法 选 择
目前 ，确 定天 然气水 合物 生成条 件 （ 温 度和压 力 ）的方法 可归 纳为相 平衡计 算法 、图版法 、波诺 马
列 夫方法 和统 计热 力学法 ］ 。前 ３种 方法 比较 简便 实 用 ，但 其 误差 可 达 ２ Ｏ ；统 计 热 力学 方 法是 根 据 系统理论 ，将 天然 气水合 物宏 观相态 行为与 其分 子间 的相互作 用联 系起来 ，引入 配分 函数来描 述气 体水
［ 收稿 日期 ］ ２ ０ １ ３— ０ ３ —１ ２ ［ 作者 简介 ］ 张 锟 （ １ ９ ８ ６ 一 ） ，男 ，硕 士 生 ，现 主 要 从 事 采 油 工程 方 面 的 研 究 工作 。
第１ Ｏ卷 第 ２ Ｏ期
张 锟 等 ：气 井 井 筒 内天 然 气 水 合 物 形 成 预 测 及预 防措 施 研 究
关 ，以 Ｘ Ｘ 区块气 藏 的 Ｍ４井 天然气 组分 为例 （ 如表 １所 示 ） ，在 地层 压力 为 ３ ３ ＭＰ ａ ，井 底 温 度 为 １ ２ ０ ℃ 的情 况 下 进 行 闪蒸 计 算 （ 使用 Ｐ ｉ ｐ ｅ ｓ ｉ ｍ 软件 ） ，计 算结 果如 图 １所示 。 天然 气水 合 物形成 的基本 条 件 中 ，低 温 条件 比高 压 条 件更 具 控制 作用 。利 用 天然气 水合 温度 一 压力平 衡 图可 以得 出 ：① 当正 常 生产 的温 度 和压力 曲线 与水 合物 的温 度一 压 力平衡 相 图相交 时 ，这 时候 会形 成水 合 物 ；当生 产 的 温度 、压 力 曲线 与水 合 物 的 平 衡相
(初中精品)燃料的合理利用与开发常考题——2021_2022学年九年级化学新人教版上册
人教版九年级（上）《7.2 燃料的合理利用与开发》常考题一．选择题（共10小题）1．能源的开发和利用关系到社会的进步和发展，有关能源的认识错误的是（）A．使煤等燃料充分燃烧能够节约化石燃料B．使用天然气不会对环境造成任何污染C．乙醇汽油的使用可以节省石油资源，减少汽车尾气的污染D．开发新能源可解决能源短缺问题2．下列能源中，不属于新能源的是（）A．潮汐能B．太阳能C．风能D．煤3．水是生命之源，保护水资源，防止水污染是每个公民和全社会的责任．下列做法有利于防止水污染的是（）A．工业废水任意排放到护城河中B．农业生产中要大量使用农药和化肥C．综合治理城市污水D．海上油轮的原油泄漏4．下列化学变化中吸收热量的是（）A．蜡烛在空气中燃烧B．高温下碳与二氧化碳的反应C．白磷在空气中缓慢氧化D．生石灰与水的反应5．从环保角度考虑，最理想的燃料是（）A．煤B．氢气C．汽油D．天然气6．现代社会对能量的需求量越来越大，下列不属于新能源的是（）A．核能B．太阳能C．天然气D．风能7．下列活动中，主要通过化学反应提供能量的是（）A．发射航天飞机B．水力发电C．太阳能供热D．风力发电8．下列能源不属于化石燃料的是（）A．煤B．氢气C．石油D．天然气9．下列燃料，不属于化石燃料的是（）A．天然气B．煤C．酒精D．石油10．将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，可得到不同的产品。
下列不属于石油炼制得到的产品是（）A．煤焦油B．汽油C．柴油D．液化石油气二．填空题（共5小题）11．碳元素是组成许多物质的基本元素．（1）甲烷（CH4）是一种清洁能源，在甲烷中碳、氢元素质量比，0.1mol含有个甲烷分子，质量为g．写出甲烷完全燃烧的化学方程式．（2）分析下表，与煤相比，用天然气作燃料的优点有．1g物质完全燃烧产生二氧化碳的质量/g放出的热量/kJ 甲烷 2.7556碳 3.6732（3）为提高煤的利用率，可将其转化为可燃性气体，该反应的微观示意图如图，则生成物的分子个数比为．（4）化石燃料主要包括煤、和天然气．（5）很多天然矿石中含有碳元素，菱锰矿的主要成分是碳酸锰（MnCO3），其中锰元素的化合价为．（6）液态二氧化碳可用于扑救档案室发生火灾，下列说法正确的是（填字母序号）．A、液态二氧化碳汽化后不会污染档案B、二氧化碳可覆盖在可燃物表面，隔绝空气C、液态二氧化碳汽化时吸热，降低可燃物的着火点．12．能源、环境与人类的生活和社会发展密切相关（1）目前，人类以化石燃料为主要能源，常见的化石燃料包括煤、和天然气，天然气的主要成分是，它燃烧时将化学能主要转化为能。
天然气水合物的危害与防止
天然气水合物的危害与防止天然气水合物（Natural Gas Hydrates）是一种在高压和低温条件下形成的固态结构，它由天然气分子（主要是甲烷）和水分子组成。
尽管天然气水合物具有巨大的储量和能源潜力，但其开采和利用过程中存在一些危害和安全隐患。
本文将分析天然气水合物的危害，并探讨如何预防这些危害。
天然气水合物的危害主要有以下几个方面：1. 环境破坏：天然气水合物存在于大部分海洋沉积物中，开采和提取过程中可能对海洋生态系统造成破坏。
例如，钻井过程可能导致海底沉积物的搅动和悬浮物的释放，影响海洋生物群落的生存。
此外，开采过程中可能产生有害物质的排放，对周围环境和生物多样性造成损害。
2. 碳排放：天然气水合物是一种含有高能量的化石燃料，其燃烧会产生二氧化碳和其他温室气体。
大规模开采和利用天然气水合物可能导致更多的碳排放，加剧全球变暖和气候变化。
3. 安全风险：天然气水合物在高压和低温条件下稳定，但一旦被提取和运输，其结构会发生解体，释放出大量的天然气。
如果在处理和储存过程中不能有效控制这些天然气的释放，可能会导致爆炸和火灾等事故，对工作人员和设施造成威胁。
面对这些危害，我们可以采取以下措施来预防和减轻天然气水合物的危害：1. 发展清洁能源：减少对天然气水合物的依赖，积极发展和利用可再生能源，如太阳能和风能。
这样不仅可以减少天然气水合物的开采和利用，还可以降低碳排放和减缓气候变化的影响。
2. 做好环境保护：在天然气水合物的开采和提取过程中，应采取一系列措施来保护生态环境。
例如，选择适当的钻井技术，减少对海底沉积物的搅动和破坏；加强环境监测，及时发现和解决可能对海洋生物造成的威胁。
3. 加强安全管理：在天然气水合物的处理和储存过程中，应严格遵守安全操作规程，确保操作人员的安全。
这包括对设施和设备进行定期检查和维护，建立应急预案，以及培训操作人员的安全意识和技能。
4. 技术研发和创新：加大对天然气水合物开采和利用技术研发的投入，提高开采的效率和可持续性。
天然气水合物资源的开发利用
天然气水合物资源的开发利用天然气水合物是一种新兴的天然气资源，也被称为“冰燃料”。
它以水的形式存在，在高压和低温的条件下形成，是一种结晶的、类黑色固体物质，其中包含着天然气分子。
随着全球天然气产量逐渐减少和对清洁能源需求的增加，水合物资源的开发利用成为国际上一个备受关注的热点。
本文将从以下几个方面来探讨天然气水合物资源的开发利用。
一、天然气水合物资源的状况天然气水合物被广泛分布于大洋中的海底和极地海域，是一种富含能源的重要天然气资源。
据测算，全球水合物储量约为1.5万亿立方米，是世界天然气资源总储量的数倍。
其中，日本、中国、美国等国家都有较为丰富的水合物资源储量。
但由于其开采难度和成本较高，目前全球尚未对其进行大规模的商业开发利用。
二、天然气水合物的开采技术天然气水合物由于存在于深海等艰苦的环境中，因此其开采难度和风险明显高于传统的天然气资源。
目前，普遍采用的天然气水合物开采技术主要有两种：下行式钻井与钻井完井联合体技术。
下行式钻井是在水合物层通过钻井作业，然后将管道连接到井口和固定平台上，最后通过管道输送天然气。
钻井完井联合体技术是利用专用的水合物采集器吸收水合物，然后再通过管道输送天然气。
虽然两种方法各有优劣，但是技术难度都比较大，在开采中需要不断创新和完善。
三、天然气水合物的市场前景天然气水合物作为一种新兴的能源资源，其市场前景非常广阔，具有巨大的经济增长潜力。
首先，天然气水合物的储量丰富，能够满足全球能源需求的日益增长。
其次，天然气水合物的燃烧产生的二氧化碳和其他有害物质较少，与传统化石燃料相比，可以降低环境污染和温室气体的排放。
此外，随着技术的不断进步和成本的降低，天然气水合物的开采利用成本将逐渐降低，有望成为一种更为可行的清洁能源。
四、我国天然气水合物开发利用现状我国是天然气水合物资源比较丰富的国家之一，目前也在积极开展有关的开发利用工作。
截至2021年初，我国已经建成南海天然气水合物试采井，取得了明显进展。
天然气水合物的形成及防止
天然气水合物的形成及防止
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天然气水合物的形成及防止
1.5防冻剂的注入方式
防冻剂可采用自流或泵送这两种方式。自 流方式设备比较简单，但不能使防冻剂连续注 入 ，且难于控制和调节注入量。采用计量泵泵 送，克服以上缺点，而且防冻剂通过喷嘴喷入 、增大了接触面积，可获得更好的效果。
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天然气水合物的形成及防止
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天然气水合物的形成及防止
1.3形成条件
天然气的含水量处于饱和状态（有液态水的存 在）
足够高的压力和足够低的温度 流动条件的突变（天然气压力的波动，气体 因流向的突变而产生的搅动）
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天然气水合物的形成及防止
天然气水合物形成有一个最高温度，即临界 温度，若超过这个温度，再高的压力也不会形 成水合物。
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天然气水合物的形成及防止
1.4 防治方法
向气流中加入抑制剂（降低天然气的露 点） 提高天然气的流动温度（蒸汽加热，水 套炉加热） 降低压力到水合物生成压力以下（气井 井下温度一般远远高于水合物的形成温 度，可安装井下气嘴，） 脱出天然气中的水分（最根本的方法， 特别是深冷分离）
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天然气水合物的形成及防止
2021321天然气水合物的形成及防止向气流中加入抑制剂降低天然气的露向气流中加入抑制剂降低天然气的露提高天然气的流动温度蒸汽加热水提高天然气的流动温度蒸汽加热水套炉加热套炉加热降低压力到水合物生成压力以下气井降低压力到水合物生成压力以下气井井下温度一般远远高于水合物的形成温井下温度一般远远高于水合物的形成温度可安装井下气嘴度可安装井下气嘴脱出天然气中的水分最根本的方法脱出天然气中的水分最根本的方法特别是深冷分离特别是深冷分离2021321天然气水合物的形成及防止有机抑制剂有甲醇和甘醇类化合有机抑制剂有甲醇和甘醇类化合物乙二醇二甘醇物乙二醇二甘醇无机抑制剂有氯化钠氯化钙及无机抑制剂有氯化钠氯化钙及氯化镁等氯化镁等20213211
天然气安全知识
天然气成分
天然气是以甲烷为主要成分的多种物质组成的混合 物，大致有以下主要成分。
1.烷烃 烷烃是天然气的主要成分，一般含量 为85%-98%。
2.烯烃 烯烃在天然气中以微量存在，主要为 乙烯、丙烯、丁烯等。
3.环烷烃 在天然气中含量很少，一般为环戊烷 、环己烷等
4.芳香烃 是一种不饱和的环状烃类。在天然气 中可能存在的芳香烃有苯、甲苯、二甲苯和三甲苯。
4.腐蚀性
天然气中含有大量酸性气体，主要有硫 化氢（H2S）、二氧化碳（CO2）等组分，可 以造成对金属的腐蚀。天然气含水时腐蚀程 度更严重因为CO2溶于水后形成H2C03，对金 属的腐蚀性比较强。
天然气水合物的危害
天然气水合物一旦形成后，它与金属结合牢固， 会减少管道的流通面积，产生节流，加速水合物的进 一步形成，进而造成管道、阀门等设备的堵塞，严重 影响管道的安全运行。
输气管道的运行管理
输气管道的运行管理应遵循有关的规范，如天 然气管道运行规范、输油输气管道仪表及自动化设 施管理规定、输油输气管道电气设备管理规定等。 为了安全运行，应注意：
（1）.管道运行压力不应高于其允许最高操作压 力。
（2）.管道内天然气温度应小于防腐层允许最高 温度，保证管道的热应力符合设计要求。
2.有害气体组分
在天然气中有害气体组分如H2S、CO2、H2O等，可 能引起管道腐蚀，降低天然气的使用性能或产生毒害等。
3.液态烃
液态烃在管道低凹处积聚会降低管道输气能力。 清管时排出的轻烃处理不慎容易引起火灾事故。
因此，必须严格控制管道输送天然气质量，进入长 输管道的天然气应经过净化处理，达到管道输送天然气 标准。
天然气安全知识
天然气的物理性质
天然气的主要成份为甲烷，无色、无味、比空气轻 、不易察觉，具有较强的扩散性，极易引起燃烧和爆 炸。
水合物形成与防止1-
到48.89℃ 允许降到2.758MPa， 不会形成水合物；
CQUST
三、形成水合物的温度和压力确定
2) 已知节流压降，求节流温度降，判数是否形成水合物
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三、形成水合物的温度和压力确定
2.经验公式法
(1)波诺马列夫法 波诺马列夫对大量实验数据进行回归整理，得出不同密度的 天然气水合物生成条件方程， 当T >273.1K时
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第六节
天然气水合物
重庆科技学院石油与天然气工程学院 制作
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复习
一、天然气含水量定义；绝对湿度、饱和含水气量、相对湿度及其意义； 二、天然气的水露点： 在一定压力下，天然气中的水蒸气含量达到饱和时的温度，简称露点。 注：（1）在集输工程中，直接用水露点表示天然气中水蒸气 的含量； （2）露点为温度值但反映的是天然气中含水量的大小； （3）露点值可通过天然气的饱和水汽量图查得（图2-7）。 （4）露点是外输天然气的一项重要的质量指标。 显然：露点越高，天然气中含水量越高，反之越低。
-7.2
287.4 1.1254 完全互溶 47.8 416 2.2 206.7 176.7—196.1 中等臭味的黏 稠液体
-5.6
327.3 1.1282 完全互溶
2.3 165 125 甜味无色的黏 稠液体
2.3 164.4 148.9— 162.8 无色无臭的 黏稠液体
237.8 204.4— 223.9 中等臭味的 黏稠液体
为了防止天然气生成水合物，一般有四种途径：
1) 提高天然气的流动温度； 2) 降低压力至给定温度时水合物的生成压力以下； 3) 脱除天然气中的水分； 4) 向气流中加入抑制剂(阻化剂)。 这里仅介绍气井井口及采气井场地面流程中预防水合物生成的有效措施。
2023年天然气水合物的危害与防止
2023年天然气水合物的危害与防止，3000字。
引言：天然气水合物是一种在寒冷的海底和固态沉积物中形成的天然气储量。
它是一种重要的能源资源，但同时也存在一些潜在的危害。
本文将探讨2023年天然气水合物的危害及其防止措施。
第一部分：天然气水合物的危害1. 环境影响天然气水合物的开采和利用会对环境造成一定的影响。
首先，开采过程会产生大量废水和固体废弃物，其中可能含有有毒物质，对海洋生态系统产生较大的破坏。
其次，天然气水合物的燃烧排放会导致大量的二氧化碳和其他温室气体的释放，加剧全球气候变化。
2. 社会经济风险天然气水合物开发对社会经济有一定的风险。
首先，开采过程需要大量的投资和技术支持，对经济来说是一项重大挑战。
其次，天然气水合物开采可能引发资源争夺和国际纠纷，导致地缘政治紧张。
此外，天然气水合物的价格波动性较大，可能会对能源市场产生一定的冲击。
第二部分：防止天然气水合物的危害的措施1. 环境保护为了减少天然气水合物开采对环境的影响，应采取一系列有效的环境保护措施。
首先，需要制定合理的环境监测和评估标准，确保开采过程中的废水和废弃物处理符合环保要求。
其次，应加强对海洋生态系统的保护和恢复，限制开采活动对生态系统的破坏。
此外，还需要促进清洁能源的使用，减少对天然气水合物的依赖。
2. 技术创新技术创新是减少天然气水合物开采对环境和社会的危害的关键。
一方面，应加大对水合物开采和利用技术的研发投入，提高开采效率和环境友好性。
例如，发展高效的水合物开采装备，减少废水和废弃物的排放。
另一方面，应积极推动清洁能源技术的发展，提高可再生能源的利用率，减少对天然气水合物的需求。
3. 国际合作由于天然气水合物的开采往往涉及跨国合作和资源争夺，国际合作是减少其危害的重要手段。
各国应加强合作，共享技术和经验，制定统一的标准和规范，共同应对天然气水合物开采中的环境和社会问题。
同时，应通过外交谈判和国际法律保护，避免因天然气水合物资源而引发的地缘政治冲突。
天然气水合物
天然气水合物natural gas hydrate;gas hydrate 其他名称：可燃冰定义1：天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。
所属学科：海洋科技（一级学科）；海洋科学（二级学科）；海洋地质学、海洋地球物理学、海洋地理学和河口海岸学（三级学科）定义2：分布于深海沉积物中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。
所属学科：资源科技（一级学科）；海洋资源学（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片天然气水合物结构图天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）是分布于深海沉积物中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。
因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。
目录名词解释成因分析储量介绍海洋生成大陆生成开采设想分布地区开发进程商业用途未来规划主要状况中国状况日本状况主要危害重要性识别标志地震标志地球化学标志海底地形地貌标志名词解释成因分析储量介绍海洋生成大陆生成开采设想分布地区开发进程商业用途未来规划主要状况中国状况日本状况主要危害重要性识别标志地震标志地球化学标志海底地形地貌标志展开编辑本段名词解释天然气水合物天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。
它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、Hp值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。
它可用M・nH2O来表示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。
组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。
形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99％的天然气水合物通常称为甲烷水合物（Methane Hydrate）。
天然气水合物的危害及预防措施
天然气水合物的危害及预防措施张思勤（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，518067）摘要：天然气水合物的形成条件包括液相水的存在、足够高的压力和足够低的温度、以及流动条件突变等；针对天然气水合物的形成条件提出了常用的预防措施，并详细介绍了现场常用的化学抑制剂用量的计算方法。
关键词：天然气水合物；液相水；临界温度；冰堵；抑制剂用量一、水合物的危害（1）水合物在管道中形成，会造成堵塞管道、减少天然气的输量、增大管线的压差、损坏管件等危害，导致严重管道事故；（2）水合物是在井筒中形成，可能造成堵塞井筒、减少油气产量、损坏井筒内部的部件，甚至造成油气井停产；（3）水合物是在地层多孔介质中形成，会造成堵塞油气井、减低油气藏的孔隙度和相对渗透率、改变油气藏的油气分布改变地层流体流向井筒渗流规律，这些危害使油气井的产量降低。
二、水合物形成的主要条件（1）液相水的存在是产生水合物的必要条件。
天然气的含水量处于饱和状态,天然气中的含水汽量处于饱和状态时，常有液相水的存在，或易于产生液相水。
（2）压力和温度,当天然气处于足够高的压力和足够低的温度时，水合物才可能形成。
天然气中不同组分形成水合物的临界温度是该组分水合物存在的最高温度。
此温度以上，不管压力多大，都不会形成水合物。
（3）流动条件突变,在具备上述条件时，水合物的形成，还要求有一些辅助条件，如天然气压力的波动，气体因流向的突变而产生的搅动，以及晶种的存在等。
三、防止水合物形成的措施（1）脱除天然气中的水分，给天然气脱水处理，去除或减少天然气中的水分含量，现场中天然气集输一般都建有天然气脱水装置。
天然气在地层温度和压力条件下含有饱和水汽，天然气的水汽含水量取决于天然气的温度、压力和组成等条件。
天然气含水汽量，通常用绝对湿度、相对湿度和水露点来表示。
（2）提高天然气的流动温度，加热，保证天然气整个集输流程中温度总是高于形成水合物的临界温度。
（3）向气流中加入天然气水合物抑制剂以降低形成水合物的临界温度，在选择水合物抑制剂方法之前，整个操作系统应该是最优化的，以使必须的处理过程减至最少。
避免生成天然气水合物的措施
工艺与设备化 工 设 计 通 讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·144·第45卷第5期2019年5月1 天然气水合物的性能和特点天然气水合物是由碳氢化合物和水组成的白色的晶体，天然气水合物结构复杂，属于一种络合物。
天然气水合物借助于氢键而结合成晶体，气体被包围在晶格内。
极易堵塞输气管道系统，给天然气的输送带来不利的影响。
当天然气输送的环境温度低于天然气的水露点温度时，天然气的水分刚好析出，为形成天然气水合物提供了条件。
当游离水分离出来后，经过天然气流的搅动作用，极易形成结晶体，而促成了天然气水合物的存在，给管道输气带来危害。
2 避免生成天然气水合物的措施为了避免生成天然气水合物，采取最佳的技术措施，合理控制天然气输送环境的运行参数，以降低输气的能量消耗，提高输气的效率为主，做好天然气的管道输送工作。
2.1 天然气水合物的生成规律影响天然气水合物形成的条件比较多，合理控制天然气输送管道系统的运行条件，才能避免形成天然气水合物。
当天然气所处环境的温度低于天然气的水露点后，就会析出更多的水分，极易引起水合物的出现。
环境的压力促使天然气中的结晶体出现，使形成水合物的温度也随之升高。
而且当气流的速度比较快的情况下，会对天然气和水分进行充分地搅拌作用，有利于水合物的形成。
由于天然气中存在水合物的晶种，也是形成水合物的前提条件。
如果对于天然气中的硫化氢和二氧化碳的处理不当，给天然气水合物的形成创造了有效的环境，形成水合物后，影响到天然气的正常输送。
达到天然气生成水合物的临界温度后，如果超过这个温度，即使压力再高，也不会形成水合物。
因此在天然气管道输送的过程中，必须合理控制输送管道的温度和压力，才能避免形成天然气水合物。
如果天然气井的井筒压力高、温度也高，极易形成天然气水合物。
而天然气井的产气量高，达到井口的压力高，天然气流速慢，天然气散热的时间短，保持天然气的温度高于水露点温度，可以降低形成水合物的数量。
深水钻完井作业水合物的防治
关键词：水合物；深水油气田；深水作业
中图分类号：TE24
文献标志码：A文章编号：1来自08-4800(2021)17-0189-02
DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.17.091
Hydrate Control in Deep Water Drilling and Completion
(2) 低温是形成水合物的另外一个重要条件。天然气的温度 必须等于或低于天然气中水汽的露点。水合物中水的摩尔百分 比浓度是 85 mol%，系统温度并不需要降至 0 ℃ (冰点) 来生成 冰状固体。海上水深大约 914.4 m 以下，泥线处的温度明显降到 3.3～4.4 ℃，从井口到泥线的几公里管线内的气体在这一温度下 很容易冷却，这样水合物在管线 (以及井内) 高压下很容易形成[1]。
Keywords: hydrate; deep water oil and gas f ields; deep water operation
0 引言
深水作业环境下的流动安全保障措施是深水油气田开发 生产作业中不可缺少的组成部分，直接关系到油气井寿命和油 气田开发效率。流动安全保障内容中比较重要的就是涉及水合 物生成预测、预防及堵塞处理、系统完整性保障等方面。
5 清除水合物的案例
国外某深水油田，水深 1 500 m，采用立式采油树完井。在 清井放喷期间，修井隔水管 (WOR) 中产生水合物，通过钢丝作 业探到水合物在顶部位置后，下入连续油管清除水合物。
现场的作业情况是如下：该井上部完井已结束，并坐好油 管挂，立式采油树已安装并测试合格。地层隔离阀 (FIV) 处于 打开状态，钢丝作业探水合物顶部位于修井隔水管内 755 m。 生产主阀 (PMV)、生产清蜡阀 (PSV)、井下安全阀 (DHSV) 关 闭，修井隔水管 / 紧急解脱总成 (EDP) 与水下采油树未连接， 钻井装置已移至安全区。准备工作做好之后，开始连续在油管 进行清除水合物作业。现场施工程序如下：
天然气管道水合物形成与防控技术研究
天然气管道水合物形成与防控技术研究第一章概述天然气是一种重要的能源，其在中小型城市和近海区域的供应越来越多地依赖于管道输送。
然而，天然气输送过程中会发生水合物的形成，严重损害管道的安全运行，这对于天然气市场的发展产生了严重的影响。
因此，天然气管道水合物防控技术逐渐成为研究的热点和难点。
第二章天然气水合物的形成机理水合物是指气体分子和水分子按一定比例结合成的固体物质。
天然气管道中，由于气体分子和水分子的物理和化学作用，易于形成水合物，特别是在低温低压的条件下更加容易。
天然气水合物的形成机理主要有三个方面：天然气成分、温度和压力。
第三章天然气管道水合物的危害及防控技术管道输送天然气的过程中，水合物会堵塞管道，同时还会造成管道的损坏和事故，给管道的安全运行带来威胁。
因此，对于天然气管道的水合物防控技术研究非常重要。
激活剂是目前常用的水合物防控技术，可通过添加一定的碱性金属盐将管道内的水分子离子化，使成为传导电子的自由离子，进而破坏水合物晶体结构，溶解、解除管道的水合物堵塞。
此外，还可以采取自然气热稳定剂、物理隔离、降低压力、提高温度、增加流速、增加流量等防控措施。
第四章天然气管道水合物形成与防控技术研究进展随着防控技术的不断研究，各种复杂的水合物防控技术和新型激活剂相继发展。
新型激活剂如离子液体、自申肯酸盐、有机羧酸盐、草酸盐等进一步提高了水合物防控的效果。
同时，充分了解管道本身的性质和周围气候环境信息，有效预测管道内水合物的风险，也将在防控方面发挥重要作用。
第五章结论天然气管道水合物的形成会造成严重的安全隐患，对于管道的安全运行和天然气市场的发展都产生了不利影响。
为了提高天然气的输送、存储和布局的安全性和可行性，需要借助科学严谨的研究，积极探索高效、安全的管道输送技术和水合物防控技术，为国家节能减排、推动绿色发展做出更大的贡献。
天然气设备冰堵原因及防治措施
天然气设备冰堵原因及防治措施摘要：天然气场站在冬季运行期间，工艺管线及设备冰堵是重要安全隐患，因此，对调压、节流设备和排污管线采取保温措施对稳定下游用户供气有着重要的意义。
本文主要对天然气设备冰堵原因及防治措施进行了分析探讨。
关键词：天然气；冰堵；防治引言随着近年来我国天然气管道建设的迅速发展，天然气在国民生产生活中越来越重要。
但冬季天气寒冷，天然气管道及设备容易发生冰堵现象。
以我公司市域场站为例，目前站内的设计分输压力都在4MPa左右，实际分输压力也在3.2MP 左右，而通过调压阀调压后给下游用户的分输压力一般都在1.2Mpa.一般情况下天然气分输压力每下降1MPa，天然气的温度就要降低3～5℃，如果天然气水露点较高，在冬季运行情况下，天然气管道就极易发生冰堵，导致生产运行工作无法正常进行，同时也将直接影响到下游用户的生产和生活。
因此，预防与解决天然气管道、设备冰堵问题至关重要。
一、冰堵成因分析冰堵是天然气输送过程中堵塞管道、设备和仪表的一种现象，主要有两方面原因一是是由于水气和天然气的某些组分在一定的压力和温度下生成了一种白色结晶物质，外状类似冰和微密的雪的水合物。
这种水合物密度一般为0.88～0.90g/cm3，由碳氢化合物和几分子水组成。
研究表明，水合物是一种笼形晶体包络物，水分子借氢键组合形成笼形结晶，天然气中的甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、硫化氢气体分子被包围在晶格中。
二是由于管道进水导致的冰堵问题。
其中形成水合物的条件主要是高压、低温、存在一个水合物的形成体以及要有适当的水量，但并不一定是游离水。
而象节流阀门等高流速区会加速水合物形成。
冬季，天然气站场工艺管线和设备（如节流阀）等设备通常会因为气体遇到压力突变引起温度急剧降低极易形成冰堵，这主要是由于冬季天然气输气站场节流造成的，即节流效应。
从高压到低压，气体通过阀门或多孔塞作不可逆绝热膨胀时温度发生变化的现象就是节流膨胀。
其中，正效应是指，许多气体，在常温下，膨胀后温度降低的一种现象。
天然气中的水合物对在运管线造成的影响及控制方法
Ｃ ｉ ａＮｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ 术
天然气中的水合物对在运管线造成的影响及控制方法
屠 明 刚
张 德 庆
吴凤 芝 ｚ
（、 １ 西气东输管道公 司苏浙 沪管理处， 江苏 南京 ２０ ０ ２ 中国石油天然气股份有限公 司华 东化工销售分公 司， １０ ２ 、 上海 ２０ ２ ） ０ １２
摘 要： 通过 对天 然气 中水合 物以及 水合 物形成 原 因的 的分析 ， 结合 西 气 东输 管线投 产 以来水 合物 对输 气场站 设备 及在 运 管线 所造 成 的影响 ， 论述 天 然气 中水合物 的危 害 ， 决 的方法和 避免措 施 。 解 关 键词 ： 合物 ； 因 ； 响 ； 水 原 影 措施 度对应 的水 的饱和蒸汽压 。 ｝于水合 物的存 在 ， ｆ Ｊ 加上环境温度过低 ， 导 ３ ． ８水合物形成 的温度 压力条件 致气 液联动阀 电子控制单元 引压管堵 塞 ， 而 从 天然气 的温度必须等于或低 于其 在给定压 不能正确的反映管线压力变化有 的甚 至导致 阀 力下 的水合物形成温度。 门的误关断 。 ４天然气水合 物对输气设备及在运管线造 天然气 中的水合物造成安全泄放 阀气源管 成的影响 路堵塞 ， 导致两边压差超定值泄放 。 而安全泄 从 天然气 中的水合物会对设备和管线造成严 放 Ｉ所属功能不能实现。 词 重 的影 响。尤其 是水 合物及其分解后 的游离水 ４． ．３冻裂设备 ２ 的存在 ， 会给生产带来不 安全 因素 ， 也会带来经 ｝于管线 中水合物 的存在 ，造成 阀门或管 ｈ 济损失影响生产 的安全事 故。水 合物的存在 的 线冻裂 。 这种事例时有发生。 尤其 是在投产初期 影响主要表现在以下几个方面。 和冬季气温较低 的地 区 ，当 口 径小 的管线弯 曲 ４ ． １天然 气水合 物对干线输 气管道 产生 的 处有 积水 ， 部分 阀门 阀腔 内有 积水 ， 易结 冰 ， 休 影响 积膨胀导致设备冻裂。 ４ ．产生 冰堵 ．１ １ ５预防和消除水合物的措施 格。 水合物 的存 在尤其 是常输 管道 的弯头 、 三 从本章第 四部分天然气 中水合物对输气行 般来说 ， 甲烷 、 乙烷 、 氧化碳和 硫化氢 通处容易产生 冰堵 ，这样会影 响在运管线的运 业造成重大影 响可以看出预防和消除水合物很 二 有必要。 可以形成第 一种水 合物 ， 而丙烷 、 异丁烷可以形 营效率 ， 亦导致天然气 的不纯洁 。 成第二种水合物 而戊 烷以上的烃类气体分子 ４． ．２管线 的腐蚀 １ ５ 分输场 站 消除和预 防水合 物产生 的措 ． １ ｆ５）凶体积 太大不能进入 品格 ， 会形成水 Ｃ＋ ， 不 管道中的游离水是造成 管道 内腐蚀 的主要 施 合物。 原因 ，没有 游离水也就削弱 了电化 学反应的主 ５ ．添加 水合物抑制 剂（ ．１ １ 防冻剂 ） 要因素也就形成不 了电子 流动的主要 回路从而 既可以用 于防止水合物生成 ，也可以用于 腐蚀过 程将会 削弱 。 消 除 已形 成 的 水 合 物 。常 用 抑 制 剂 ： 甲醇 Ｃ Ｈ）乙二醇 （ ２ 、 ＣＨ０） 二甘醇 （ ４ 。 、 Ｃ１ 。 ）ｉ ４０ 管 道输送 中经常会有 各种各样 的杂质 ， 其 （ Ｈ Ｏ 、 中主要有粉 尘 、 泥沙 、 化铁 粉末 、 氢凝 析液 甘醇（６ ， ） 机理如下 ： 硫 碳 ｃ｝ 。 ｛ 水合物抑制剂与液态 和硫 化氢气体 、 二氧化碳气体等 ， 中硫 化氢和 水混合可降低水合物形成温度 ；水合物抑 制剂 其 二 氧化 碳与 游离 态 的反应 形 成硫 氢酸 和碳 氢 可吸附天然气 中一部分水蒸气 。 酸， 对管线 和其 它金属设备有强烈 的腐蚀作用 ， ５． ．２加热 １ 其 中硫 化氢产生 的影 响较为严重 。 分输调压设 备本 身一般 有加 热装置 ，如果 ４ ． ２天然气水 合物对输 气场站设 备产 生的 加 热装 置功能达不到需求 ， 以加装伴热带 ， 还可 图 ｌ天然气水合物的微观 图 影 响 主要适合 于节流调压装置 上对 干线输气管道一 ３天然气水合物 的形成条件 天然 气 中的水 合物在 分输站 内的弯头 、 般 不采用 。 二 ＿ 但在某些特殊情况下 ， 可以从管外部 必 须有足 够 的液态水 与 天然 气接 触 ；内 通 、 （ 变径管线 、 调压装置 上产生 冰堵 ， 响产 站 局 部加 热来消除水合物堵塞 。局部加热温度不 影 ） 然气满足一 定 的温度 、 力条件 ；内 正常 的安 全平稳分输 ，严重 的可导致停输 事件 能太高 ，以免产生过大的热应力对管道造成损 ；天 压 （ 因） ； 气体流动 稳定 ， 存在水合物品种。（ 因） 发生 外 害， 对分输场 站简便易行的方法就是在管线 冰 ３ ． １气体 水合 物相平衡 体系 ： 多元 （ 分 ） 组 、 堵处喷淋热水 ， 这只是 临时 的措施 。 但 ． １天然气水 合物对 调压装 置的影 响 ４． ２ 三相 体系 、 合物 （ 水 固相 ）液态水 （ 、 液相 ） 、 混合 由于天然气的的节流效应 ，天然气气流在 ５ ３ 加强设备的维护和保养 ． １ 气体 （ 包括形成水合物 的气体组分和水蒸气 ） 。 节流处会产生 急剧 的温降 ， 流压降越大 ， 节 温降 对关 键设 备 和易存 水 的部 位进 行定 期排 ３ ． ２气一 同相平衡 ：Ｉ 和凝华。 于 哗 就越大 。 而这时如果气体或管线 中有水 ， 在冬天 污 。如冬季到临之前采 取全站性 的排 污。 ３ ． ３在该体系 中水 与其它物质 均存在饱 和 就非常容易形成水合 物 ，从而导致冰堵现象 的 ５ ４针对 已经产生冰堵 的部位进行喷淋热 ． １ 蒸气压 ，但其数值 与常规气一液体 系中的饱 和 发生 ， 影响正常输气生产 和在 运管线安全 ， 重 水 等加热方式 进行解 冻 ， 严 若条件允许 ， 尽量提高 蒸气压不同。（注意 ： 水合物体系中水 的饱和蒸 的可导致停输事件发 生。这 一类 的冰堵经常发 分输压力 ， 以降低 凋压装置 的前后压差 。 ５ －降压 ． １ ５ 气压＜ 同温度下水的常规饱和蒸气压 ） 生的部位为调压装置上或者 调压装 置后。 ３ 天然气 １ ４ ｛ ｌ 水合物临界温度表 调压装 置在正常分输 时 ，主要用来调节压 降低天然气的水 合物形成温度及水蒸气分 力 和输气量 ， 流作用 的， 是一些 压 。 起节 特别 一般只适用于局部化解水合物 ， 不便于在长 气体名称 甲烷 乙烷 丙 烷 异 】 烷 正丁烷 ． 氧化碳 硫化氢 天然气放空 可能引发安 全 、 环境 节 流大 的场站 ，如分 输站进站 的压力较 输管道上实现。 并 通 临界温度 ℃ ４ １ ７ ４５ ５５ ２５ ｌ ｌ ０ ２ 高而下游用 户要 求的压力过低 ，从而加 问题 ， 直接导致 天然气损失 。 常在截断 室 ９ 大 了压 降 ， 如果在冬 季运行 ， 因为气 温较 放空降压。 ３ 水 合物形成温度 ． ５ 低， 就非常容易发生冰堵现象 ， 具体表现 存调压 在一定 的压力下 ， 体形成水合物 的最高 装置上 ， 气 经常有下面一些现象发生 ： 阀门卡住不 温度。它与气体的组成和压力有关 。 动作 、 指挥器失灵 、 门内部膜片或 其它部件损 阀 ３ ． ６凶为水合 物形成温 度与气体压 力的关 坏。 这些故障都意味着调压装置丧失 凋愿功能 ， 系是单调 ｆ 升的 ， 温 、 压条件有利于天然 无法Ｊ常对下游 用户进行分输 。 故低 高 １ 三 气水合物 的形成 。 ４． ．２关键设备控制失灵 ２ ３ ． ７水合物形成 的水分条件 由于水 合物 的存在 ， 导致控制 系统全部或 必须有液态水与天然气接触 ；天然气中的 部分失灵的案例很多 ，存这里例举几个 比较典 水蒸气分压 大干等 于水合 物体系中 与天然气温 型的案例。 图 ２ 清管清 出的 天然 气水合 物
天然气水合物的危害与防止范文
天然气水合物的危害与防止范文天然气水合物（以下简称气水合物）是一种在寒冷且高压条件下形成的固态化合物，由天然气分子和水分子组成。
气水合物在自然界中广泛存在，尤其在深海底部沉积物中具有丰富的储量。
然而，气水合物也有一定的危害性，因此需要采取相应的防止措施。
首先，气水合物的危害主要表现在开采和运输过程中。
气水合物的开采需要对海底振动、温度和压力变化等因素进行控制。
不当的开采操作可能会引起海底地质灾害，如滑坡和火山喷发。
此外，气水合物的运输过程中，由于温度和压力的变化，会导致气水合物破裂释放出大量天然气，从而引发爆炸和火灾等事故。
其次，气水合物的危害还包括环境污染和全球气候变化。
气水合物中的天然气是一种温室气体，其释放会加剧全球气候变化的速度。
此外，气水合物开采过程中会产生大量废水和废气，其中含有有害物质和重金属。
如果不加以处理和处置，这些废水和废气会对海洋环境和生物造成污染和生态破坏。
为了防止气水合物的危害，在开采和运输过程中需采取一系列措施。
首先，需要使用先进的技术设备和工艺来进行气水合物的开采。
这包括采用合适的钻井平台和钻井技术，以及控制开采操作的温度和压力变化。
其次，需要建立健全的安全管理制度和应急预案。
这包括对工作人员进行安全培训和技能培训，以及制定应急预案和演习。
此外，还需要定期进行设备和设施的检测和维护，确保其正常运行和安全使用。
同时，在气水合物开采和运输过程中，还需要关注环境保护和资源可持续利用。
这包括建立合理的废水和废气处理系统，以及合理利用和管理产生的废弃物。
此外，还需要加强对海洋生态系统的保护和恢复，包括建立海洋保护区和禁渔区，以及加强科学研究和监测。
总之，气水合物的危害主要包括开采和运输过程中的安全事故风险、环境污染和全球气候变化。
为了防止这些危害，需要采取一系列的措施，包括使用先进的技术设备和工艺、建立健全的安全管理制度和应急预案，以及关注环境保护和资源可持续利用。
只有全面加强气水合物的安全管理和环境保护，才能实现气水合物资源的可持续利用和健康发展。
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( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改天然气水合物的危害与防止(2021年)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes天然气水合物的危害与防止(2021年)一、天然气水合物在一定的温度和压力条件下，含水天然气可生成白色致密的结晶固体，称为天然气水合物(NGHnaturalgashydrate)，其密度约为0.88～0.99g/cm3。
天然气水合物是水与烃类气体的结晶体，外表类似冰和致密的雪，是一种笼形晶状包络物，即水分子借氢键结合成笼形晶格，而烃类气体则在分子间作用力下被包围在晶格笼形孔室中。
NGH共有两种结构，低分子的气体(如CH4，C2H6，H2S)的水合物为体心立方晶格；较大的气体分子(如C3H8，iC4H10)则是类似于金钢石的晶体结构。
当气体分子充满全部晶格的孔室时，天然气各组分的水合物分子式可写为CH4·6H20，C2H6·6H20，C3H8·17H20，iC4H10·17H20，H2S·6H20，CO2·6H20。
水合物是一种不稳定的化合物，一旦存在的条件遭到破坏，就会分解为烃和水。
天然气水合物是采输气中经常遇到的一个难题之一。
二、天然气水合物的危害及成因1.天然气水合物的危害在天然气管道输送过程中，天然气水合物是威胁输气管道安全运行的一个重要因素。
能否生成水合物与天然气组成(包括含水量)、压力、温度等条件有关。
天然气通过阻力件(如节流阀、调压器、排污阀等)时，天然气压力升高，气体温度下降。
温度的降低会使管路、阀门、过滤器及仪表结霜或结冰降低管道的输送效率，严重时甚至会堵塞管道，以导致管道上游压力升高，引起不安全的事故发生，造成设备及人员的伤害，从而影响正常供气。
天然气水合物一旦形成后，它与金属结合牢固，会减少管道的流通面积，产生节流，加速水合物的进一步形成，进而造成管道、阀门和一些设备的堵塞，严重影响管道的安全运行。
我国某长距离输气管道，在投产后多次出现水合物堵塞。
因此，研究和讨论天然气输送过程中水合物的防治和处理，对保障天然气管道的安全运行具有十分重要的实际意义。
2.形成天然气水合物的条件(1)形成天然气水合物的必要条件①气体处于水汽的饱和或过饱和状态并存在游离水；②有足够高的压力和足够低的温度。
管道中有水是形成天然气水合物的必要条件之一。
天然气水合物是天然气与水在一定条件下形成的一种类似冰雪的白色结晶体。
形成天然气水合物的首要条件是管道内有液态水或者天然气的水蒸气分压接近饱和状态。
第二是管道内的天然气要有足够高的压力和足够低的温度。
天然气中水汽含量取决于压力、温度和气体的组成。
在压力不变的条件下，天然气的温度越高，气中水汽含量越大；在温度不变的条件下，天然气中水汽的含量随压力的升高而减少；天然气的相对分子质量越大，则单位体积内的水汽含量就越少；当天然气中含有氮气时，水汽含量减少；而含有重烃、二氧化碳和硫化氢时，水汽含量将增大。
天然气的含水特性，可以用绝对湿度、相对湿度和水露点来表示。
当湿天然气中存在液态水分时，在管道中所形成的液滴，由于在阀门、弯头、三通等地方同管壁相碰撞成为粉末而这些液末同气体混在一起并一道流动，黏附在管道的内表面上成为液膜，在高压低温条件下，就在管壁形成一层水合物，水合物便一层层地加厚，使管道内径变小，甚至将管道堵死。
在实际生产中，脱水就是降低天然气中的水汽含量，即降低天然气的水露点。
水合物形成的临界温度是水合物可能存在的最高温度，高于此温度，不论压力多高，也不会形成水合物，表4-4是气体生成水合物的临界温度。
表4-4不同气体形成水合物的临界温度气体CH4C2H6C3H8i-C4H10n-C4H10CO2H2S临界温度/℃21.514.55.52.51.01029(2)形成天然气水合物的辅助条件天然气流速和方向改变是形成天然气水合物的辅助条件，如弯头、阀门、孔板和其他局部阻力大的地方，因压力的脉动、流向的突变，特别是节流阀、分离器入口、阀门关闭不严处及压缩机出口等处气体节流的地方，由于焦耳一汤姆逊效应而使气体温度急剧降低，会加速水合物的形成。
三、预防天然气水合物的方法(一)天然气水合物的预防形成天然气水合物需要有足够的高压、低温和游离水。
长距离输气管道防止水合物生成的措施主要有两方面：一方面除去天然气中携带的水分，使其水蒸气分压降低到不能生成水合物的水平；另一方面是清除天然气管道中的存水。
目前，高压天然气管道在敷设施工结束后都要采用水压试验，投产前彻底清除管道残留的水并进行干燥是防止生成水合物和避免管道腐蚀的必要措施。
由于水合物是一晶状固体物质，且极易在天然气管道的阀门、分离器入口、管线接头及三通等处形成，从而造成水合物堵塞，影响天然气管道的安全运行和正常输送。
因而，必须采取措施防止其形成，根据水合物的形成条件，天然气中饱和着水汽是形成水合物的内因，温度和压力的变化是形成水合物的外因，防止水合物形成主要从形成水合物的内因、外因两方面考虑。
为预防天然气管道中水合物的形成，主要采取以下方法：①天然气进入输气管道之前应进行充分脱水，使天然气水露点低于管线周围介质最低温度5～7℃，这是预防形成水合物及冰堵的根本方法。
②天然气进入输气管道时应进行必要的监督、检测，由供气方定期提供气质化验单(内容有天然气露点、水分、天然气成分等)，防止水及污物的进入。
③向输气管道中添加化学反应剂，吸收天然气的水分，降低天然气的水露点。
④在输气管道的天然气入口处应安装除液器，并适当缩短除液器、分离器排水、排污周期。
⑤场站的调压阀、分离器、除液器等易产生冰堵部位加电伴热或水加热。
(二)天然气净化脱水常用的天然气脱水方法有三类：低温分离、固体干燥剂吸附和液体吸收。
1.低温分离脱水高压天然气经过节流膨胀造成低温，使水分离出来。
这种方法适于高压气田，高压天然气节流降压后仍高于输气所需的压力，温度降低脱水后不至于生成水合物。
为了彻底防止水合物，对降低露点及除水要求高的情况，有的在低温分离后还要进一步加入甲醇、乙二醇等水合物抑制剂。
2.固体干燥吸附脱水利用多孔性的固体干燥吸附天然气中的水蒸气，常用的吸附剂有硅胶、活性氧化铝、分子筛等。
干燥剂吸附饱和后进行再生，然后重复使用。
3.液体吸收脱水常用的吸附剂有二甘醇、三甘醇等。
在吸收塔中吸附剂与天然气接触，吸水后稀释，进入再生塔中蒸发出水分，再重复使用。
天然气被脱水干燥。
各种脱水方法都有其特点和适用范围，需要根据脱水要求、投资及运行费用以及管输天然气的组分特点等条件来选择经济合理的方法。
天然气脱水在气田的天然气净化处理厂进行，除脱水以外，还要除尘、脱硫、脱二氧化碳、脱轻烃，使气质符合管输天然气的标准要求。
再将合格的天然气输送到长输管道的首站或进气站入口管道。
(三)输气管道干燥管道中残留的液态水是造成管道腐蚀的主要原因。
天然气中的少量酸性气体如H2S、CO2等在有水的条件下能生成酸性物质，使管道内部产生危害较大的应力腐蚀。
内部腐蚀是影响管道系统使用寿命及其可靠性的重要因素，是造成管道事故的重要原因。
据资料报道，前苏联在1981～1990年10年间，内部腐蚀引起事故52次，占事故总数的6.9%；美国在1970～1984年14年间，内部腐蚀引起事故428次，占事故总数的7.3%。
其次，管道中液态水是形成天然气水合物的必要条件之一。
管道中的液态水在低温时会造成管道低洼处的冰堵，冰堵的产生会影响管道的安全运行。
管内积水如果形成冰堵，则影响输气量，严重时会造成停输的重大事故。
综上所述，天然气长输管道中的液态水危害性极大，在管道投入运行之前，必须进行除水和干燥处理，使管道内空气水露点达到规定的要求，从以往经验来看，新建输气管道普遍存在气质差的问题，主要原因是管道内积水进入天然气中造成的，这给企业造成很大的经济损失和影响。
因此输气管道在投产前必须进行干燥。
天然气管道的干燥一般有两个过程，即：除水，排除管道中的积水；干燥，降低管道中气体的含水量，使之在任何情况下都不出现水蒸气饱和状态。
1.输气管道干燥的主要方法①干燥剂法此种方法是用高浓度干燥剂置换管道中的试压水。
用多个清管器形成清管器组(俗称清管列车)，在清管器之间充入高浓度的干燥剂(甲醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇等)，这些干燥剂也是良好的水合物抑制剂。
依靠后继介质的压力推动清管列车前进，排除管道中的水，并且用干燥剂置换清管器窜漏的水，以达到干燥的目的，将除水和干燥两个环节一次完成。
这种干燥并不是真正意义上的干燥，而是用干燥剂置换了残留在管道中的水，置换完成后在管道的沿线残留少量的干燥剂水溶液，能有效地抑制水合物的生成。
有时还将干燥剂制成凝胶置于清管列车的前段和后段，增加清管列车的密封性提高除水效果。
欧洲的ZEE管道和我国的平湖至上海的天然气管道就采用了这种干燥方法。
②真空干燥法此方法有除水和干燥两个阶段。
在除水阶段用空气吹扫或发送清管器置换管道中的存水，在于燥阶段采用真空泵从管道的一端抽气，在管道内形成负压使水分蒸发并随着气体排出管道。
此方法在崖城13-1气田至香港的输气管道投产中应用。
③超干空气法此方法的除水阶段与真空干燥法相同，在管道的干燥阶段将深度脱水的超干空气(水露点在-50～70℃)注入管道，吸收管道中的残水使管道干燥。
加拿大到美国的联盟管道采用了此方法。
在西气东输工程之前，我国在涩宁兰管道的局部段上用此方法进行过试验。
2.输气管道干燥方法的选择干燥剂法的优点是工期短，在管道中预蛊干燥剂有利于防止水合物。
缺点是干燥剂和凝胶的使用必须达到一定的量，而且收发清管器组和接收凝胶等作业比较复杂，因此对几百公里或更长的作业段施工比较合适。
此方法最经济的方案是利用天然气压力，将除水、干燥与投产几个环节连续进行。
长距离的海底管道不能分段作业，此方法的优势明显。
西气东输工程沿线高差变化大、标段多，在干燥后还有干输气设备安装作业，不能直接投产，使干燥剂法的使用受到限制。
真空干燥法和超干空气法的应用有置换和干燥两个阶段。
真空干燥法从管道中抽气使水分蒸发，到一定程度后让管道吸入干空气，再抽气蒸发、再吸气，多次重复地进行，根据抽出空气的水露点判定管道干燥的效果。
此方法作业简单，但不能连续工作，干燥的速度慢，效率低。
超干空气法是在管道的一端注入超干空气，在管道的另一端排气，根据排出气体的水露点判定管道的干燥效果。