Определение состава СПГ
Определение состава сжиженного природного газа требует выполнения следующих операций: отбор проб СПГ и анализ образца (хроматография в газовой фазе).
Отбор проб сжиженного природного газа состоит в отборе из СПГ пробы газовой фазы, состав которой идентичен составу СПГ и заключается в следующих операциях:
- Отбор пробы жидкости
- Полное испарение жидкости
- Приведение к стандартным условиям полученной газовой пробы
Различают два способа отбора проб: непрерывный и точечный (разовый).
Непрерывный отбор пробы СПГ
Пробоотборное устройство может быть в виде пробоотборного вентиля на трубопроводе СПГ или в виде пробоотборного зонда в форме трубки Пито, отбирающего пробу СПГ из центра трубопровода, имеющего изоляцию, предотвращающюю нагрев пробы перед ее испарением.
Испаритель должен быть выполнен или в виде электрического устройства, использующего тепло, производимое за счет эффекта Джоуля для быстрой регазификации СПГ во избежание фракционной дистилляции, или в виде устройства, использующего пар, горячую воду или даже работающего при температуре окружающей среды для регазификации пробы за счет теплообмена.
Полученная таким образом проба газа может быть:
- Направлена прямым путем в газоанализатор посредством трубок малого диаметра, позволяющий делать анализы, например, в течение всего времени погрузки или разгрузки судна — метановоза
- Отобрана порционно в бутылки (пробоотборники)
- Может храниться в емкости — газометре в течение всей операции погрузки-разгрузки с тем, чтобы получить в конце операции представительную пробу СПГ, перекачанного во время операции, отбирая в газометр ряд проб с помощью бутылок
Пробоотборное устройство типа GDF (Gaz de France)
Нижеприведенный рисунок показывает устройство для отбора проб, содержащее пробоотборный зонд и электрический испаритель.
Антипульсационное устройство, дополняющее прибор, позволяет избежать пульсаций, вызываемых фазовыми переходами (жидкость-газ), которые могли бы нарушить процесс анализа.
Пробоотборное устройство имеет систему безопасности, которая предохраняет его в случае повышенного давления, внезапной остановки отбора и т.д.
Проба газа направляется непосредственно в газоанализатор.
Пробоотборное устройство с газометрической емкостью
На рисунке представлена пробоотборная система с пробоотборным вентилем на трубопроводе СПГ, снабженная паровым испарителем пробы СПГ и газометрической емкостью. Большое количество проб газа отбирается в бутылки для анализа.
Точечный (разовый) отбор проб СПГ
Он может быть реализован отбором определенного объема СПГ в специальный контейнер, который предварительно вакуумируется. Проба СПГ испаряется полностью в контейнере, из которого в последующем можно отбирать пробы газа на анализ.
Система анализа
В общем случае это хроматографический анализ. В нижеследующей таблице представлены основные характеристики газоанализаторов, наиболее используемых на заводах и терминалах СПГ.
| Характеристики газоанализаторов СПГ | ||||||
| Газ-носитель | Гелий или водород | Гелий | ||||
| Тип детектора | Катарометр | Катарометр | ||||
| Число хроматографов | 3 | 1 | 1 | |||
| Анализируемые компоненты | 1-й аппарат | 2-й аппарат | 3-й аппарат | CH4 N2 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 | 1-я колонка | 2-я колонка |
| CH4 | C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6+ CO2 | O2 N2 | N2 CH4 C2H6 CO2 | C3H8 C4H10 C5H12 C6+ | ||
Хроматографы чаще всего соединены с ЭВМ для хранения результатов анализов, для расчетов свойств, таких как теплота сгорания, плотность и другие.
Источник: «Энциклопедия газовой промышленности» (1994)
Источник