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.

Пробоотборное устройство для сжиженного природного газа типа GDF (Gaz de France)

Пробоотборное устройство для СПГ типа GDF (Gaz de France)

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.
Пробоотборное устройство с газометром для сжиженного природного газа

Пробоотборное устройство для сжиженного природного газа с газометром

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)