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案例頻道 烴露點是指在規定壓力下，氣態烴開始形成液態烴的溫度。由于互連管道的快速發展和非傳統天然氣來源的增加，天然氣烴露點（HCDP）測量已成為天然氣行業的關鍵問題。氣體流路中的液態烴可能導致水合物的形成，從而增加壓縮成本，引發調壓器結冰的問題，并導致最終用戶設備的損壞，例如燃氣輪機。為了防范此類風險，越來越多的貿易交接協議開始對HCDP的指標提出要求，因此，需要一種可靠的方法，報告貿易交接位置的HCDP數據。
測量烴露點
傳統的烴露點在線測量方法是使用冷鏡面凝析露點測量裝置。該裝置在充滿天然氣的測量室內，降低鏡面的溫度，此外，還要使用其它的采用不同測量技術的專用HCDP分析儀，然而，它們只是在某個單一壓力下提供HCDP的測量結果，而且它們只是提供單次測量的專用分析儀。
使用行業公認的、在多個不同壓力下的狀態方程，根據氣相色譜儀測量的氣體組分含量，可以計算HCDP的理論值，以及臨界冷凝溫度（任何壓力下的HCDP最大值）。通過在氣相色譜儀中引入狀態方程的計算功能，可以借助于其它貿易交接測量所用的分析儀，計算并報告HCDP值和臨界冷凝溫度，這樣便可以減少所需分析儀和相關設備的數量，進而降低成本。
使用氣相色譜儀計算烴露
C6+氣相色譜儀（通常用于天然氣貿易交接）通過C6+濃度測量值的固定比例，計算己烷、庚烷和辛烷的理論值，所有這些數值都將用于天然氣的能量（熱能）和物理屬性計算中。然而，氣體流路中形成的液態烴是較重的組分，因此，與可以做到C12全組分分析后執行的計算相比，這些假設的數值將導致較大誤差（圖1）。為了克服這一局限性，艾默生過程管理公司開發了五分鐘即可完成C9+擴展分析的應用，它可量化天然氣中較重的成分，并使用Peng-Robinson（PR）或Soave-Redlich-Kwong（SRK）狀態方程，完成更精確的計算。此應用采用2個耐用的熱導檢測器（TCD），與C12分析所需的火焰離子檢測器相比，這樣配置的檢測器更適合典型的貿易交接環境，提供的測量結果是C12全組分分析計算值的+/- 5°F。計算值經進一步的特征化處理，可以與詳細的現場實驗室分析測量的同分異構物比率相匹配。
實際應用
HCDP應用的主要目的是計算在某個固定壓力下的天然氣臨界冷凝溫度或HCDP，用于報告和氣體質量監測。然而，該應用能在最多4個不同壓力下，計算HCDP，因此，實際應用范圍更加廣泛。
石油天然氣
圖1 – 使用C6+常用固定比率計算臨界冷凝溫度時，各種氣體組分的計算誤差
圖2 – 典型的相位曲線顯示了在實際操作應用中，3個壓力下計算的臨界冷凝溫度和烴露點。
兩相流預警
如果存在兩相流（氣態和液態），所有的流量測量技術都會產生明顯的測量誤差。當管道中存在兩相流時，由GC（氣相色譜儀）取樣并分析的氣體HCDP（在流體壓力下）將與流體的溫度相同。因此，如果存在兩相流，則在流體壓力下計算HCDP，并將其與流體溫度進行比較，比較結果可發出報警信號。通過發出的流路流體狀態正在接近兩相流的預警信號，可以在其導致流量測量誤差之前，采取緩解措施。
同樣的原理，可以用樣氣的HCDP與環境溫度進行比較，以確定采樣處理系統是否正常工作，并且，采樣處理系統的工作不受環境條件的影響。
可以在規定的采樣壓力（通常為20 PSIG / 100 kPa）下，計算HCDP，并將其與環境溫度進行比較。如果HCDP的數值開始跟隨環境溫度變化，則可以表明采樣管線中的重氣體組分正在減少。
預熱器控制
在管線壓力和下游規定壓力下計算的HCDP數值可用于調壓站，目的是確定氣體預熱器的溫度設置值，從而優化加熱器性能，降低加熱器運行成本，降低調壓器結冰或水合物形成的風險。
圖3 – 用于計算流動采樣HCDP并提供兩相流預警的流體壓力。如果烴點與管道流體溫度相差10°F以內，表示即將出現兩相流情況的風險。（左）
圖4 – HCDP與環境溫度的比較表明采樣系統加熱問題導致采樣管線中重（和高能量成分）氣體組分在減少。（右）
700XA的應用
C9+ HCDP計算應用作為Danalyzer的500型和700型色譜儀的選配項已經多年。最新推出的700XA產品也延續了這一傳統，將HCDP計算作為標準配置，所有Danalyzer C9+應用都具備這一功能，并且，700XA支持通過模擬輸入信號或Modbus通信鏈接，獲取計算壓力。
單恒溫箱/雙檢測器設計、一體化控制器、更高的重復性、更強的計算和警報能力，以及更寬泛的工作溫度范圍，將Danalyzer享有盛譽的HCDP監測方案、行業領先的天然氣分析技術、以及貿易交接能力完美地整合在一起，成就了切實有效的天然氣測量一攬子解決方案。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號