在開采點，天然氣是不同濃度的碳氫化合物和非碳氫化合物成分的混合物。不同井口的確切成分不同，這意味著天然氣的初始處理和精確質(zhì)量測量對于避免設(shè)備損壞和確保一致的熱值至關(guān)重要。本文討論了其中一個難測量，但至關(guān)重要的參數(shù)：烴露點。
 

　　天然氣的組成:
 

　　在開采點，天然氣由20種或20種以上單獨的碳氫化合物和非碳氫化合物組成。甲烷是主要組分，通常在60%到90%之間，其他組分以不同的比例存在，從高百分比到小于0.01%的微量。不想要的非烴成分包括二氧化碳、硫化氫和水分。除了甲烷，其他碳氫化合物成分包括乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10)。
 

　　初始處理使氣體干燥以除去液態(tài)水并降低水蒸氣濃度。在低溫分離提取夾帶的冷凝物和降低非甲烷碳氫化合物的濃度之前，如液化天然氣(NGLs)-乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷和天然汽油。進一步處理可去除CO2和H2S。結(jié)果是氣體混合物中甲烷的比例很高，但仍然含有不同數(shù)量的乙烷、丙烷和丁烷。
 

　　因此，術(shù)語“天然氣"描述了一種包含廣泛碳氫化合物的氣體混合物，從輕短鏈脂肪族(非芳香化合物)到重的長鏈分子。
 

　　行業(yè)如何定義烴露點？
 

　　烴露點(HCDP)指的是當氣體在恒壓下冷卻時，重烴組分開始從氣相中冷凝出來的溫度。它有時被稱為“烴液滴"。
 

　　因此，高HCDP通常表明重烴組分的比例較高。這是管道運營商的一個重要參數(shù)：如果天然氣中含有高比例的重烴，則管道中形成冷凝液的風險更大。
 

　　HCDP被定義為烴從天然氣混合物中冷凝成液體的一系列匹配壓力和溫度點。對于具有給定成分的天然氣，它通常顯示在相圖(見下文)上，作為氣體壓力和溫度的函數(shù)。露點線將兩相氣液區(qū)和單相氣體區(qū)分開。在給定的壓力下可能有兩個露點溫度，在給定的溫度下可能有兩個露點壓力。
 

　　這種相位包絡(luò)現(xiàn)象提供了一種稱為逆凝結(jié)的行為。“逆行"一詞的意思是向后移動，這種現(xiàn)象之所以如此命名是因為它與純組分的相行為相矛盾，純組分隨著壓力的增加和/或溫度的降低而凝結(jié)。液體能形成的大壓力稱為臨界凝析壓力，液體能形成的大溫度稱為臨界凝析溫度。注意，考慮到相包絡(luò)線的形狀，通常在25至30 bar(理想情況下為27 bar)的壓力下進行烴露點和潛在烴液體的測量，其中液體在高溫度下發(fā)生滴出。當冷凝物從氣體混合物中形成時，碳氫化合物的分布發(fā)生變化，使得液相富集在較重的組分中，而氣相則趨于耗盡。當氣體被冷卻到低于其原始露點溫度時，整個露點曲線趨向變冷，剩余的氣相在較重的組分耗盡。冷卻氣體溫度成為氣流的新HCDP。
 

測量烴露點的難點:
 

　　烴露點(HCDP)不是一個容易測量的參數(shù)。氣體成分、污染物和添加物、高壓以及腐蝕性化合物的存在因管道而異，所有這些都會影響測量結(jié)果。
 

　　HCDP對氣流中的特定組分非常敏感，并且受到重烴濃度的強烈影響，尤其是C6+。重烴的存在將增加HCDP，如果不將其納入HCDP計算，將低估HCDP。因此，準確測定HCDP需要評估C6+組分中單個組分的分布(至少C9，但可能更高)。
 

　　如何測量烴露點:
 

　　隨著時間的推移，有許多不同的方法可用于測量烴露點。
 

　　在線光學烴露點分析儀:
 

　　這些分析儀使用冷鏡傳感器準確自動地測定樣氣的烴露點溫度。它們的主要優(yōu)勢是可靠的重復(fù)測量-不像下面描述的手動露點儀，測量是客觀和自動的。無需專業(yè)的操作人員，總體運營成本較低——盡管有大量的資本投入。
 

　　Michell的Condumax II烴露點分析儀使用黑斑技術(shù)(冷鏡露點傳感器的一種變形)提供HCDP的連續(xù)準確測量。同樣的分析儀也可以測量水露點，借助Michell的金屬氧化物陶瓷濕度傳感器。
 

　　手動冷鏡烴露點分析儀:
 

　　烴露點分析儀用于對管道中的天然氣質(zhì)量進行抽查，并驗證其他烴露點分析儀的測量。烴露點分析儀是一種便攜式儀器，現(xiàn)場一個工程師就可以簡便使用。
 

　　除了便攜性外，手動露點分析儀的主要優(yōu)勢是低成本投入。但是，它們被建議僅作為維護工具或在未安裝在線分析儀的地方進行抽查。
 

　　盡管它們很方便，但也有一些缺點，包括運行成本高。盡管儀器本身很簡單，但它是勞動密集型，而且需要高度培訓過的操作人員。測量本身是主觀的，因為它們?nèi)Q于操作員的判斷。無論操作人員有多豐富的經(jīng)驗和訓練有素，每個人的測量精度都會在一定程度上有所不同。由于這些因素，手動冷鏡露點儀只適合定期抽查氣體質(zhì)量。
 

　　測量烴露點的原始技術(shù)是使用冷鏡露點儀。這是一種手動方法，需要熟練的操作員觀察冷鏡上冷凝液的形成情況，并使用他們的判斷來確定露點溫度。
 

　　高分辨率視頻用于可靠的重復(fù)性測量:
 

　　新型便攜式露點分析儀的近期發(fā)展克服了舊式儀器的許多缺點和局限性。
 

　　Michell的CDP301 Condumax露點分析儀使用基準的冷鏡技術(shù)，但減少了對操作員判斷的依賴，以準確記錄露點溫度。CDP301采用高清視頻在屏幕上顯示冷凝物的形成，用戶只需點擊一下按鈕就可以輕松確定準確的露點溫度。視頻也被記錄下來，為以后的分析提供所有測量的準確記錄。CDP301還可以使用相同的冷鏡傳感器測量水露點。
 

　　氣相色譜儀（GC）用于深度分析氣體成分:
 

　　如果使用得當，氣相色譜儀允許用戶進一步分析其天然氣的確切成分。該方法測定每種碳氫元素的濃度(在大多數(shù)情況下高達C12)。氣相色譜儀(如LDetek MultiDetek2-EX使用戶能夠：將多個氣體質(zhì)量/價格參數(shù)組合到一個分析儀中確定導(dǎo)致高露點水平的成分，以確定原因/來源提供理論上的相包絡(luò)曲線multidetek-EX2然而，氣相色譜并不是監(jiān)測過程的理想解決方案，因為它使用計算值來確定烴露點。在線烴露點分析儀(如Condumax II)是監(jiān)測過程和檢測過程異常情況的有效和具成本效益的方法，和二次GC用于提供額外的分析數(shù)據(jù)。