In dem Artikel werden Ergebnisse von Untersuchungen zum Transport von H2S-kontaminiertem Erdgas im Pipelinenetz vorgestellt. Das wichtigste Phänomen ist dabei die Diffusion des H2S im süßen Gas. H2S fließt stoßweise durch das Gas. Zu dieser turbulenten Diffusion gibt es bereits in der Literatur einige Gleichungen, die das beschreiben. Haupteinflussparameter sind Entfernung, Viskosität und Dichte der beiden Produkte, Rauigkeit der Rohrinnenwand, mittlere Fließgeschwindigkeit, Rohrinnendurchmesser und Intensität der Turbulenzen. Verschiedene allgemeine Gleichungen der Zusammenhänge zwischen den Parametern werden vorgestellt, diskutiert und Probleme aufgezeigt. Aus diesen Gleichungen wird ein neues Modell mit neuen Korrelationsgleichungen entwickelt, mit dem das Schicksal dieser H2S-Stöße beim Transport bestimmt werden kann. Anhand eines numerischen Beispiels wird die Anwendung gezeigt. Dabei handelt es sich um eine 1o km lange Pipeline, bei der sich der Durchmesser nach 5 km von 3 inch auf 10 inch ändert. Der Einlassdruck betrug 7000 kPa, die Betriebstemperatur 5 Grad C und die Fließrate 20 m2/sec. Die Simulation mit diesen Daten befindet sich in turbulenten Verhältnissen. Um das Modell und die Gleichungen zu überprüfen, wurde eine Testschleife im Labormaßstab aufgebaut. Die Ergebnisse zeigten, dass die Korrelationen für den axialen Diffusionskoeffizienten sehr gut auf Diffusionsprobleme bei Gasströmungen angewendet werden können. Wenn die Vermischung gesteigert werden soll, dann sollte ein großer Durchmesser mit einer kleinen Fließrate gewählt werden. Wenn die Rauigkeit der Rohrinnenwand zunimmt, dann nimmt die Ausbreitung und Verteilung von H2S leicht zu. Die experimentellen Daten von 5 verschiedenen mittleren Fließgeschwindigkeiten von 5 bis 17 m/sec zeigten gute Übereinstimmungen von der gemessenen und der vorhergesagten Ausbreitung. Die mittlere Abweichung betrug 6,2 %.
Method developed to determine interfacial diffusion of H2S slugs in gas pipeline
Eine Methode zur Bestimmung der Diffusion von Schwefelwasserstoff in Erdgaspipelines
Oil and Gas Journal ; 101 , 7 ; 56-64
2003
7 Seiten, 7 Bilder, 1 Tabelle, 8 Quellen
Article (Journal)
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