天然气水合物形成与防治

一、概述

      气体水合物：是水与轻烃、CO2及H2S等小分子气体形成的非化学计量型笼形晶体化合物(clathratehy  drates ),或称笼型水合物。

      天然气水合物：是一种由水分子和碳氢气体分子组成的结晶状固态简单化合物 （M·nH2O）

      外观：如冰雪状，通常呈白色。结晶体以紧凑的格子构架排列，与冰的结构非常相似。

      组成：水合物是在一定压力和温度条件下，天然气  中的某些组分和液态水生成的一种不稳定的、具有非化合物性质的晶体。

      密度：比水轻。

      形成地点： 流体流向发生突变、管线截面积发生突变以及压力温度急剧变化的地方都可能形成水合物，如阀门、法兰等。

      二、水合物形成的主要条件

      1．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。液相水的存在是产生水合物的必要条件。

      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、水合物的危害

      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。

      四、预防水合物形成的方法

      脱除天然气的水分是杜绝水合物生成的根本。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)。

      五、形成冰堵后的解堵方法

      Ⅰ、注入防冻剂解堵法：从冰堵点上游引压管或者放空管向管道内注入甲醇（乙醇或乙二醇）等防冻剂，以大量吸收管线内水分，消除水合物并让气流带走而解除堵塞。

      Ⅱ、放空降压解堵法：利用冰堵点上下游放空管将堵塞管段部分天然气放空，降低该管段压力，使水合物迅速分解，并从管壁脱落下来，然后利用高压气流将其带走，从而解除堵塞。

      Ⅲ、加热解堵法：确认冰堵点后，给其冰堵点缠绕伴热带或者是给冰堵点加保温层，还可以用热水冲浇冰堵管道，使水合物分解、被气流带走而解除堵塞。