天然气含硫量测定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种集输系统天然气含硫量测定装置。天然气含硫量测定装置，其特征在于，包括过滤器、第一流量计、热水浴锅、第二流量计、压力传感器、冰水浴锅、压力表、第三流量计且依次连接。本实用新型可以较准确地测量含硫天然气在不同压力和温度条件下的含硫量及饱和含硫量，为天然气集输系统中元素硫沉积的预测及治理提供技术支撑。
【专利说明】
天然气含硫量测定装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种集输系统天然气含硫量测定装置。
【背景技术】
[0002] 含硫化氢天然气在开采过程中，随着温度、压力的变化，元素硫在天然气中的饱和 溶解度将发生变化，元素硫将析出并沉积在系统中。元素硫的沉积将引起集输管道及设备 堵塞，导致集输能力下降，甚至停产；同时，沉积在系统中的元素硫将造成系统压力增高、加 剧系统腐蚀，导致安全事故。因而准确测定含硫化氢天然气中元素硫含量及饱和含量，建立 不同组份、不同压力、不同温度下含硫化氢天然气的饱和含硫量曲线，实现含硫化氢天然气 集输系统硫沉积的预测和治理至关重要，是保障高含硫化氢气田安全生产关键所在。
[0003] 目前，含硫化氢天然气中元素硫含量的测定方法有直接测定和间接测定两种。直 接测定包括井口或井底取样分析、预装化学反应剂分析、气体过滤(纤维或膜)分析；间接测 定方法包括岩心样品分析、循环溶剂分析和沉积井深测量(对应溶解度数据）。取样分析即 将天然气样品经过卸压处理后用CS 2溶剂溶解沉积的元素硫获得含硫溶液，再用色谱测定 含硫溶液中元素硫含量，通过称量二硫化碳的质量和色谱分析，获得元素硫含量，从而计算 天然气中元素硫的含量。此方法的检测限为llb/MMCF(0.016g/m 3)。预装化学反应剂(如三 苯膦TPP)获得的天然气样品，通过光谱或气相色谱可测定更低元素硫含量的样品，在测量 (0? 1~1.0)lb/MMCF(0.0016~0.016g/m3)范围内两次测量差值不大于0.31b/MMCF (0.0048g/m3)。膜过滤方法主要捕集从井口出来的气体，根据捕集残渣分析和过滤的气体 体积测量元素硫的含量。膜过滤方法只能捕集沉积和凝集成块的元素硫，不能捕集溶解在 气体中的元素硫，也无法取得沉积在取样点上游的元素硫。采用二甲基甲酰胺(DMF)溶剂里 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测定高含硫天然气中的元素硫含量的方法，可以看出存在 以下几方面的问题：（1)无法测得在工况下天然气中的含硫量。目前测定含硫量的天然气样 品是从井筒底部和地面井口处采集到样品容器中，这样测得的只是某一状态下的含硫量。 (2)测定的元素硫含量都存在着测定极限，不具有测量的普遍性。（3)测定的过程比较复杂， 对操作的要求比较高，易出现误差。
【发明内容】
[0005] 因而，针对上述问题本实用新型一种对集输系统天然气进行含硫量测定的装置。 本实用新型可以较准确地测量含硫天然气在不同压力和温度条件下的含硫量及饱和含硫 量，为天然气集输系统中元素硫沉积的预测及治理提供技术支撑。
[0006] 本实用新型提供的技术方案是：
[0007] 天然气含硫量测定装置，包括过滤器、第一流量计、热水浴锅、第二流量计、压力传 感器、冰水浴锅、压力表、第三流量计且依次连接。
[0008] 具体的，过滤器前设置有第一闸阀。
[0009] 具体的，第三流量计后设置有第二闸阀。
[0010] 具体的，热水浴锅由第一换热管束、含硫容器依次连接构成，第一流量计与第一换 热管束连接，含硫容器与第二流量计连接。
[0011] 具体的，冰水浴锅由节流阀、温度传感器、第二换热管束依次连接构成，压力传感 器与节流阀连接，第二换热管束与压力表连接。
[0012] 本实用新型的优点是测定的原理简单，设备投资低，流程简单，操作方便，成本比 较低，可以准确的测量含硫天然气在不同压力和温度条件下的饱和含硫量，同时，对于经过 测量装置的天然气来说，还可以达到脱去部分硫。
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型的结构示意图。
[0014] 1第一闸阀2过滤器3第一流量计4热水浴锅4-1第一换热管束
[0015] 4-2含硫容器5第二流量计6压力传感器7冰水浴锅7-1节流阀 [0016] 7-2温度传感器7-3第二换热管束8压力表9第三流量计10第二闸阀。
【具体实施方式】 [0017]【具体实施方式】1
[0018] 如图1所示，天然气含硫量测定装置，包括过滤器、第一流量计、热水浴锅、第二流 量计、压力传感器、冰水浴锅、压力表、第三流量计且依次连接。
[0019]过滤器前设置有第一闸阀。第三流量计后设置有第二闸阀。
[0020]热水浴锅由第一换热管束、含硫容器依次连接构成，第一流量计与第一换热管束 连接，含硫容器与第二流量计连接。
[0021 ]冰水浴锅由节流阀、温度传感器、第二换热管束依次连接构成，压力传感器与节流 阀连接，第二换热管束与压力表连接。
[0022] 使用本实用新型能够准确的测定高含硫天然气饱和含硫量，其方法和步骤如下：
[0023] 通过过滤器2滤掉天然气中的水分和杂质后，初步通过第一流量计3的自动测定， 得此时具有一定压力P的天然气的质量流量Ml。
[0024] 天然气进入热水浴锅4中，在热水浴锅4中通过第一换热管束4-1的加热将管道中 流过的高含硫天然气加热到一定的温度T，并通入含硫容器4-2内使其含硫量达到饱和，进 而使天然气中的硫达到过饱和而析出，饱和后的天然气输出的同时经过第二流量计5的测 定，测得此时天然气的质量流量M2。
[0025] 饱和的天然气通过压力传感器6进入冰水浴锅7中，冰水浴锅7中为冰和水的混合 浴，在冰水浴锅中其节流阀7-1对需测定的天然气进行节流，使其降温降压达到最优效果， 即天然气不形成水合物的最低压力及最低温度，通过冰水浴锅7内第二换热管束7-3进一步 降温到0度，用温度传感器7-2测定降温后的天然气温度，之后通过管道输出，最后通过流量 计9测得质量流量M3,最后经闸阀（10)控制输出。为了更准确的测定经流量计9测量的天然 气的质量流量状态，在流量计9处设置压力表8。
[0026]将上述步骤中测得的数值M3与M2之差再除以天然气的进口体积流量即为该压力P 和温度T下天然气的饱和含硫量。
[0027]通过获取现场数据，在天然气进口流量为4Nm3/h条件下，计算含硫天然气中饱和 含硫量，如表1所示。
[0029] 从表中可以看出，在0.1 MP，0°C时含硫天然气中的饱和含硫量为5.9 X l(T7gNnf3， 这个数量级上的含硫量几乎已经可以忽略不计，而在不同压力和温度条件下，饱和的含硫 量却在比较大的数量级上，中间的饱和含硫量相差比较大。
【具体实施方式】 [0030] 2
[0031]本【具体实施方式】与【具体实施方式】1不同的是所述热水浴锅4替换为油浴锅，其冰水 浴锅7内是氯化钙、冰与水的混合浴。
[0032 ]通过获取现场数据，计算含硫天然气中饱和含硫量，如表2所示。
[0034] 通过表2可以看出，使用油浴锅及氯化钙、冰与水的混合浴与【具体实施方式】1中的 效果是一样的。
[0035] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限 制;尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当 理解：依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替 换;而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案 范围当中。
【主权项】
1. 天然气含硫量测定装置，其特征在于，包括过滤器、第一流量计、热水浴锅、第二流量 计、压力传感器、冰水浴锅、压力表、第三流量计且依次连接。2. 根据权利要求1所述天然气含硫量测定装置，其特征在于，过滤器前设置有第一闸 阀。3. 根据权利要求1所述天然气含硫量测定装置，其特征在于，第三流量计后设置有第二 闸阀。4. 根据权利要求1所述天然气含硫量测定装置，其特征在于，热水浴锅由第一换热管 束、含硫容器依次连接构成，第一流量计与第一换热管束连接，含硫容器与第二流量计连 接。5. 根据权利要求1所述天然气含硫量测定装置，其特征在于，冰水浴锅由节流阀、温度 传感器、第二换热管束依次连接构成，压力传感器与节流阀连接，第二换热管束与压力表连 接。6. 根据权利要求1-5中任意一项权利要求所述天然气含硫量测定装置，其特征在于，热 水浴锅替换为油浴锅。
【文档编号】G01N9/04GK205593881SQ201620209410
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】莫琼, 徐明海, 刘德绪, 龚金海, 王勇, 高继峰
【申请人】中石化石油工程技术服务有限公司, 中石化中原石油工程设计有限公司