Wie man die Sicherheit und die Gasqualität verbessert und gleichzeitig das Betriebsrisiko minimiert
Einer der wichtigsten Messparameter zur Gewährleistung von Sicherheit, Gasqualität und Betriebseffizienz von Erdgasverarbeitungs- und -verteilungsanlagen ist der Kohlenwasserstoff-Taupunkt (HCDP).
Der oft als "Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitsausfall" bezeichnete HCDP gibt die Temperatur an, bei der schwere Kohlenwasserstoffkomponenten aus dem Erdgas zu kondensieren beginnen, wenn es bei konstantem Druck abgekühlt wird. Ein höherer HCDP-Wert deutet normalerweise darauf hin, dass das Gas einen größeren Anteil an Kohlenwasserstoffkomponenten mittlerer Ordnung, wie Ethan, Propan und Butan, sowie erhöhte Spurenkonzentrationen der schwersten Kohlenwasserstoffdämpfe enthält, die mit dem Öl in der Gaslagerstätte verbunden sind.
Wenn diese schwereren Kohlenwasserstoffkomponenten in eine flüssige Form kondensieren, können sie eine Reihe von Problemen verursachen:
Eine ausführlichere Einleitung, zum Thema Kohlenwasserstoff-Taupunkt, finden Sie in unserem Blog-Beitrag, Was ist ein Kohlenwasserstoff-Taupunkt?
Was kann hohe HCDP-Werte in Erdgas verursachen?
Die häufigste Ursache für einen hohen HCDP-Gehalt ist die ineffiziente oder unvollständige Verarbeitung von Erdgas.
Im Rohzustand enthält das aus einem Bohrloch geförderte Gas eine komplexe Mischung von Kohlenwasserstoffen. Die schwereren Elemente werden in der Regel kondensiert, indem die Temperatur des Gases gesenkt wird, entweder durch ein externes Kühlsystem oder durch das Joule-Thompson-Verfahren, bei dem das Gas expandiert wird, um es unter den Kondensationspunkt zu kühlen. Sobald die Kondensate entfernt sind, wird das Gas vor der Weiterleitung wieder verdichtet. Bei Problemen mit diesem Verfahren bleiben jedoch schwerere Elemente im Erdgas enthalten oder liegen als Kondensate vor (oft als "Naturbenzin" bezeichnet), die weiter transportiert werden. Das Ergebnis ist in jedem Fall dasselbe: ein HCDP-Gehalt, der die Vertrags- oder Tarifspezifikation überschreitet.
HCDP-Probleme treten im Allgemeinen während des Verteilungsprozesses auf. Dies ist in der Regel auf Druckänderungen bei der Einspeisung des Gases in ein regionales Netz oder an einem Stadttor oder auf eine niedrigere Transporttemperatur zurückzuführen. Diese Probleme können dazu führen, dass Kohlenwasserstoffe an verschiedenen - und oft unvorhersehbaren - Stellen des Verteilungsnetzes aus dem Erdgas kondensieren.
Wie man die Erdgasqualität sicherstellt
Aus der obigen Beschreibung wird deutlich, dass die Qualität des Erdgases, das an seinen endgültigen Bestimmungsort geliefert wird, von der korrekten Verarbeitung und Verteilung und vor allem von genauen und zuverlässigen HCDP-Mess- und Überwachungsverfahren abhängt. Diese wiederum sind auf den Einsatz fortschrittlicher Sensoren und Analyseinstrumente angewiesen.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, HCDP zu messen. Dazu gehört der Einsatz eines Dewscope des US Bureau of Mines, einer langsamen, manuellen Methode zur punktuellen Messung, die die Fähigkeiten eines erfahrenen Bedieners erfordert, wenn genaue und wiederholbare Ergebnisse erzielt werden sollen. Alternativ kann ein Gaschromatograph oder ein proprietäres faseroptisches Evaneszenzspektroskop verwendet werden. Diese Optionen sind jedoch teuer und von begrenztem Wert.
Gaschromatographen können zum Beispiel theoretisch zur Messung von HCDP über die Zustandsgleichung verwendet werden. Um einen genauen Wert zu erhalten, sind erweiterte Analysen erforderlich, die auch die schwersten Kohlenwasserstoffspuren einschließen müssen, die durch ppm-Empfindlichkeit bestimmt werden; dies übersteigt im Allgemeinen die Möglichkeiten der Online-Prozessinstrumente, die normalerweise in Gasdosiersystemen verwendet werden.
Best-Practice HCDP-Messung
Im Vergleich dazu ist die beste Praxis im Erdgassektor die Verwendung eines vollautomatischen Taupunkt-Analysators, wie z.B. unser fortschrittlicher Condumax II.
Condumax II hat sich in mehreren unabhängigen Tests als das genaueste Online-HCDP-Gerät erwiesen. Das System nutzt die bewährte "Dark-Spot"-Kühlspiegeltechnologie in Verbindung mit der direkten Fotodetektion von Kohlenwasserstoffkondensaten, um eine außergewöhnlich hohe Genauigkeit von ± 0,5 °C bei einer Auflösung von 0,1 °C zu erzielen.
Condumax II ist für den Einsatz als Online-System konzipiert, hat eine Probenahmezykluszeit von weniger als zehn Minuten, ist selbstreinigend und benötigt keine Spül- oder Kühlgase und ist vollständig nach den Normen IECEx, ATEX, UKCA, cQPSus und GOST Ex zertifiziert.
Der Einsatz von Condumax II-Geräten mit automatischem Kühlspiegel ist der Schlüssel zum erfolgreichen Betrieb von Erdgasverarbeitungs-, Transport- und Stromerzeugungsanlagen. Mit jedem Condumax II, der durch weltweiten technischen Support und Kalibrierung unterstützt wird, haben Sie die Gewissheit, dass Sie jederzeit über eine optimale Systemeffizienz und Erdgasqualität verfügen.
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