天然氣含硫量測定裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種集輸系統(tǒng)天然氣含硫量測定裝置。天然氣含硫量測定裝置，其特征在于，包括過濾器、第一流量計、熱水浴鍋、第二流量計、壓力傳感器、冰水浴鍋、壓力表、第三流量計且依次連接。本實用新型可以較準確地測量含硫天然氣在不同壓力和溫度條件下的含硫量及飽和含硫量，為天然氣集輸系統(tǒng)中元素硫沉積的預測及治理提供技術支撐。
【專利說明】
天然氣含硫量測定裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種集輸系統(tǒng)天然氣含硫量測定裝置。
【背景技術】
[0002] 含硫化氫天然氣在開采過程中，隨著溫度、壓力的變化，元素硫在天然氣中的飽和 溶解度將發(fā)生變化，元素硫將析出并沉積在系統(tǒng)中。元素硫的沉積將引起集輸管道及設備 堵塞，導致集輸能力下降，甚至停產；同時，沉積在系統(tǒng)中的元素硫將造成系統(tǒng)壓力增高、加 劇系統(tǒng)腐蝕，導致安全事故。因而準確測定含硫化氫天然氣中元素硫含量及飽和含量，建立 不同組份、不同壓力、不同溫度下含硫化氫天然氣的飽和含硫量曲線，實現(xiàn)含硫化氫天然氣 集輸系統(tǒng)硫沉積的預測和治理至關重要，是保障高含硫化氫氣田安全生產關鍵所在。
[0003] 目前，含硫化氫天然氣中元素硫含量的測定方法有直接測定和間接測定兩種。直 接測定包括井口或井底取樣分析、預裝化學反應劑分析、氣體過濾(纖維或膜)分析；間接測 定方法包括巖心樣品分析、循環(huán)溶劑分析和沉積井深測量(對應溶解度數(shù)據）。取樣分析即 將天然氣樣品經過卸壓處理后用CS 2溶劑溶解沉積的元素硫獲得含硫溶液，再用色譜測定 含硫溶液中元素硫含量，通過稱量二硫化碳的質量和色譜分析，獲得元素硫含量，從而計算 天然氣中元素硫的含量。此方法的檢測限為llb/MMCF(0.016g/m 3)。預裝化學反應劑(如三 苯膦TPP)獲得的天然氣樣品，通過光譜或氣相色譜可測定更低元素硫含量的樣品，在測量 (0? 1~1.0)lb/MMCF(0.0016~0.016g/m3)范圍內兩次測量差值不大于0.31b/MMCF (0.0048g/m3)。膜過濾方法主要捕集從井口出來的氣體，根據捕集殘渣分析和過濾的氣體 體積測量元素硫的含量。膜過濾方法只能捕集沉積和凝集成塊的元素硫，不能捕集溶解在 氣體中的元素硫，也無法取得沉積在取樣點上游的元素硫。采用二甲基甲酰胺(DMF)溶劑里 加三苯膦(TPP)可捕集0.51b/MMCF(0.00801g/m 3)含量的元素硫。
[0004] 上述方法是目前采用的測定高含硫天然氣中的元素硫含量的方法，可以看出存在 以下幾方面的問題：（1)無法測得在工況下天然氣中的含硫量。目前測定含硫量的天然氣樣 品是從井筒底部和地面井口處采集到樣品容器中，這樣測得的只是某一狀態(tài)下的含硫量。 (2)測定的元素硫含量都存在著測定極限，不具有測量的普遍性。（3)測定的過程比較復雜， 對操作的要求比較高，易出現(xiàn)誤差。

【發(fā)明內容】

[0005] 因而，針對上述問題本實用新型一種對集輸系統(tǒng)天然氣進行含硫量測定的裝置。 本實用新型可以較準確地測量含硫天然氣在不同壓力和溫度條件下的含硫量及飽和含硫 量，為天然氣集輸系統(tǒng)中元素硫沉積的預測及治理提供技術支撐。
[0006] 本實用新型提供的技術方案是：
[0007] 天然氣含硫量測定裝置，包括過濾器、第一流量計、熱水浴鍋、第二流量計、壓力傳 感器、冰水浴鍋、壓力表、第三流量計且依次連接。
[0008] 具體的，過濾器前設置有第一閘閥。
[0009] 具體的，第三流量計后設置有第二閘閥。
[0010] 具體的，熱水浴鍋由第一換熱管束、含硫容器依次連接構成，第一流量計與第一換 熱管束連接，含硫容器與第二流量計連接。
[0011] 具體的，冰水浴鍋由節(jié)流閥、溫度傳感器、第二換熱管束依次連接構成，壓力傳感 器與節(jié)流閥連接，第二換熱管束與壓力表連接。
[0012] 本實用新型的優(yōu)點是測定的原理簡單，設備投資低，流程簡單，操作方便，成本比 較低，可以準確的測量含硫天然氣在不同壓力和溫度條件下的飽和含硫量，同時，對于經過 測量裝置的天然氣來說，還可以達到脫去部分硫。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0014] 1第一閘閥2過濾器3第一流量計4熱水浴鍋4-1第一換熱管束
[0015] 4-2含硫容器5第二流量計6壓力傳感器7冰水浴鍋7-1節(jié)流閥 [0016] 7-2溫度傳感器7-3第二換熱管束8壓力表9第三流量計10第二閘閥。
【具體實施方式】 [0017]【具體實施方式】1
[0018] 如圖1所示，天然氣含硫量測定裝置，包括過濾器、第一流量計、熱水浴鍋、第二流 量計、壓力傳感器、冰水浴鍋、壓力表、第三流量計且依次連接。
[0019]過濾器前設置有第一閘閥。第三流量計后設置有第二閘閥。
[0020]熱水浴鍋由第一換熱管束、含硫容器依次連接構成，第一流量計與第一換熱管束 連接，含硫容器與第二流量計連接。
[0021 ]冰水浴鍋由節(jié)流閥、溫度傳感器、第二換熱管束依次連接構成，壓力傳感器與節(jié)流 閥連接，第二換熱管束與壓力表連接。
[0022] 使用本實用新型能夠準確的測定高含硫天然氣飽和含硫量，其方法和步驟如下：
[0023] 通過過濾器2濾掉天然氣中的水分和雜質后，初步通過第一流量計3的自動測定， 得此時具有一定壓力P的天然氣的質量流量Ml。
[0024] 天然氣進入熱水浴鍋4中，在熱水浴鍋4中通過第一換熱管束4-1的加熱將管道中 流過的高含硫天然氣加熱到一定的溫度T，并通入含硫容器4-2內使其含硫量達到飽和，進 而使天然氣中的硫達到過飽和而析出，飽和后的天然氣輸出的同時經過第二流量計5的測 定，測得此時天然氣的質量流量M2。
[0025] 飽和的天然氣通過壓力傳感器6進入冰水浴鍋7中，冰水浴鍋7中為冰和水的混合 浴，在冰水浴鍋中其節(jié)流閥7-1對需測定的天然氣進行節(jié)流，使其降溫降壓達到最優(yōu)效果， 即天然氣不形成水合物的最低壓力及最低溫度，通過冰水浴鍋7內第二換熱管束7-3進一步 降溫到0度，用溫度傳感器7-2測定降溫后的天然氣溫度，之后通過管道輸出，最后通過流量 計9測得質量流量M3,最后經閘閥（10)控制輸出。為了更準確的測定經流量計9測量的天然 氣的質量流量狀態(tài)，在流量計9處設置壓力表8。
[0026]將上述步驟中測得的數(shù)值M3與M2之差再除以天然氣的進口體積流量即為該壓力P 和溫度T下天然氣的飽和含硫量。
[0027]通過獲取現(xiàn)場數(shù)據，在天然氣進口流量為4Nm3/h條件下，計算含硫天然氣中飽和 含硫量，如表1所示。
[0029] 從表中可以看出，在0.1 MP，0°C時含硫天然氣中的飽和含硫量為5.9 X l(T7gNnf3， 這個數(shù)量級上的含硫量幾乎已經可以忽略不計，而在不同壓力和溫度條件下，飽和的含硫 量卻在比較大的數(shù)量級上，中間的飽和含硫量相差比較大。
【具體實施方式】 [0030] 2
[0031]本【具體實施方式】與【具體實施方式】1不同的是所述熱水浴鍋4替換為油浴鍋，其冰水 浴鍋7內是氯化鈣、冰與水的混合浴。
[0032 ]通過獲取現(xiàn)場數(shù)據，計算含硫天然氣中飽和含硫量，如表2所示。
[0034] 通過表2可以看出，使用油浴鍋及氯化鈣、冰與水的混合浴與【具體實施方式】1中的 效果是一樣的。
[0035] 最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限 制;盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當 理解：依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替 換;而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案 范圍當中。
【主權項】
1. 天然氣含硫量測定裝置，其特征在于，包括過濾器、第一流量計、熱水浴鍋、第二流量 計、壓力傳感器、冰水浴鍋、壓力表、第三流量計且依次連接。2. 根據權利要求1所述天然氣含硫量測定裝置，其特征在于，過濾器前設置有第一閘 閥。3. 根據權利要求1所述天然氣含硫量測定裝置，其特征在于，第三流量計后設置有第二 閘閥。4. 根據權利要求1所述天然氣含硫量測定裝置，其特征在于，熱水浴鍋由第一換熱管 束、含硫容器依次連接構成，第一流量計與第一換熱管束連接，含硫容器與第二流量計連 接。5. 根據權利要求1所述天然氣含硫量測定裝置，其特征在于，冰水浴鍋由節(jié)流閥、溫度 傳感器、第二換熱管束依次連接構成，壓力傳感器與節(jié)流閥連接，第二換熱管束與壓力表連 接。6. 根據權利要求1-5中任意一項權利要求所述天然氣含硫量測定裝置，其特征在于，熱 水浴鍋替換為油浴鍋。
【文檔編號】G01N9/04GK205593881SQ201620209410
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】莫瓊, 徐明海, 劉德緒, 龔金海, 王勇, 高繼峰
【申請人】中石化石油工程技術服務有限公司, 中石化中原石油工程設計有限公司