Behandling av C6+ NFOGM Temadag Forfatter: Reidar Sakariassen, MetroPartner AS

Transkript

1 Behandling av C6+ NFOGM Temadag Forfatter: Reidar Sakariassen, MetroPartner AS

2 Behandling av C6+ Innhold -Hva er C6+? -Analyse -Effekter og konsekvenser

3 Behandling av C6+ Noen komposisjoner fra Nordsjøen - Rikgass Methane 73,552 85,848 87,345 81,626 Ethane 11,642 6,877 6,242 9,115 Propane 8,655 3,187 2,373 4,185 Iso-Buthane 0,988 0,466 0,457 0,585 Normal-Buthane 2,377 0,863 0,698 0,966 Iso-Pentane 0,360 0,200 0,206 0,200 Normal-Pentane 0,395 0,203 0,181 0,191 Hexane Plus 0,340 0,282 0,350 0,292 Nitrogen 0,915 0,800 0,493 0,631 Carbondioxide 0,775 1,273 1,657 2,209

4 Behandling av C6+ -Hva er C6+? Hva er C6-? Carbontall Paraffiner/Alkaner Naftener Aromater Antall Parafin isomerer 1 Metan CH Etan C 2 H Propan C 3 H Butan C 4 H Pentane C 5 H 12 Cyclopentane C 5 H Hexane C 6 H 14 Cyclohexane C 6 H 12 Benzene C 6 H 6 5

5 Behandling av C6+ -Hva er C6+? Carbontall Paraffiner/Alkaner Naftener Aromater Antall parafin isomerer 7 Heptane C 7 H 16 Methylcyclohexane C 7 H 14 Toluene C 7 H Octane C 8 H 18 Ethylcyclohexane C 8 H 16 Ethylbenzene Xylene C 8 H Nonane Trimethylcyclohexane C 9 H 20 C 9 H Decane C 10 H Undecane C 11 H Dodecane C 12 H 26 Cyclopentane C 5 H

6 Behandling av C6+ Noen av komponentene og egenskaper C6- Komponent P N A Molvekt Brennverdi kj/kmol Brennverdi MJ/kg Brennverdi MJ/Sm³ C4 i-butane X 58, ,20 49, ,313 n-butane X 58, ,40 49, ,106 2,2-dimethylpropane X 72, ,61 48, ,643 C5 i-pentane X 72, ,83 48, ,426 n-pentane X 72, ,77 49, ,590 Cyclopentane X 70, ,59 47, ,249 n-hexane X 86, ,95 48, ,325 2,2-dimethylbutane X 86, ,52 48, ,773 2,3-dimethylbutane X 86, ,28 48, ,361 C6 2-methylpentane X 86, ,32 48, ,760 3-methylpentane X 86, ,90 48, ,240 cyclohexane X 84, ,44 46, ,118 methylcyclopentane X 84, ,96 47, ,091 benzene X 78, ,43 42, ,780

7 Behandling av C6+ Noen av komponentene og egenskaper C6+ Komponent P N A Molvekt Brennverdi kj/kmol Brennverdi MJ/kg Brennverdi MJ/Sm³ n-heptane X 100, ,43 48, ,032 C7 methylcyclohexane X 98, ,64 46, ,600 ethylcyclopentane X 98, ,47 47, ,451 toluene X 92, ,89 42, ,096 n-octane X 114, ,80 48, ,666 C8 ethylcyclohexane X 112, ,05 46, ,123 ethylbenzene X 106, ,15 43, ,749 o-xylene X 106, ,31 43, ,352 C9 n-nonane X 128, ,15 48, ,585 C10 n-decane X 142, ,77 48, ,622 Brennverdi på massebasis minker med økende molvekt. Brennverdi på volumbasis øker med økende molvekt Med små konsentrasjoner kan C(N)-gruppene regnes som np-c(n)

8 C6+ - Analyse C6, C7, C8, C9, C10, C11, C12.. C1-C6+, N2, CO2 H2S/COS Left Oven Right Oven Sample Handling Kalibreringsgass: Vanlig C1-C6+N2+CO2. Tyngre HC (ppm) i metan.

9 C6+ - Analyse N2 C1 CO2 C2 Right Oven TCD

10 C6+ - Analyse C3 ic4 nc4 neoc5 ic5 nc5 Right Oven TCD

11 C6+ - Analyse C6+ Right Oven TCD

12 C6+ - Analyse C6-C7-C8-C9-C10-C11-C12 Left Oven FID

13 C6+ - Analyse C6+C7+C8+C9+C10+C11+C12 med FID : 0,17% C6+ med TCD: 0,13 % C6+ representert ved TCD analyse etter kalibrering med C6 vil i dette tilfelle underestimere konsentrasjonen av C6+ gruppen med 30 %. Men: Relativ usikkerhet i analyse av C6 C12 er ca. 30 % Under denne forutsetning blir usikkerhet beregning av densitet og GCV den samme om det analyser til C12 med FID eller til C6(+) med TCD. Ved høyere konsentrasjon av C6+ kan det endre seg.

14 C6+ - Analyse Splitt av C6+ i grupper Methane 73,552 85,848 87,345 81,626 Ethane 11,642 6,877 6,242 9,115 Propane 8,655 3,187 2,373 4,185 Iso-Buthane 0,988 0,466 0,457 0,585 Normal-Buthane 2,377 0,863 0,698 0,966 Iso-Pentane 0,360 0,200 0,206 0,200 Normal-Pentane 0,395 0,203 0,181 0,191 Hexane Plus 0,340 0,282 0,350 0,292 C6 0,173 0,127 0,124 0,119 C7 0,114 0,107 0,149 0,104 C8 0,043 0,043 0,065 0,054 C9 0,008 0,005 0,011 0,011 C10 0,001 0,0002 0,002 0,003 Nitrogen 0,915 0,800 0,559 0,631 Carbondioxide 0,775 1,273 1,954 2,209

15 C6+ Effekter Parameter Unit Without split With split Forskjell Nitrogen mol% 0,915 0,915 Carbon dioxide mol% 0,775 0,775 Methane mol% 73,552 73,552 Ethane mol% 11,642 11,642 Propane mol% 8,655 8,655 Iso-Butane mol% 0,988 0,988 Normal-Butane mol% 2,377 2,377 Iso-Pentane mol% 0,360 0,360 Normal-Pentane mol% 0,395 0,395 Hexane Plus mol% 0,340 0,340 Normal-Hexane mol% 0,340 0,173 Normal-Heptane mol% 0 0,114 Normal-Octane mol% 0 0,043 Normal-Nonane mol% 0 0,008 Normal-Decane mol% 0 0,001 MolWeight kg/kmol 22,509 22,541 Pressure bar 161,8 161,8 Temperature C Velocity of sound. m/s 415,57 415,42-0,15 Density kg/m³ 199,88 199,90 0,011

16 C6+ Effekter Calculated vaues based on split minus notsplit (%) Effekt på kalkulert densitet ved splitt av C6 som i tabell Difference betwen calculated values with and without split of C6 + for various p at 45 and 10 C 0,15 % 0,10 % 0,05 % Density at 45 C Density at 10 C 0,00 % -0,05 % -0,10 % -0,15 % Pressure

17 C6+ Effekter Calculated vaues based on split minus notsplit (m/s) Effekt på kalkulert VOS ved splitt av C6 som i tabell 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0-0,1-0,2-0,3-0,4 Difference betwen calculated values with and without split of C6 + for various p at 45 and 10 C VOS at 45 C VOS at 10 C Pressure

18 C6+ Effekter på energi Parameter Unit Without split With split Forskjell (%) Nitrogen mol% 0,915 0,915 Carbon dioxide mol% 0,775 0,775 Methane mol% 73,552 73,552 Ethane mol% 11,642 11,642 Propane mol% 8,655 8,655 Iso-Butane mol% 0,988 0,988 Normal-Butane mol% 2,377 2,377 Iso-Pentane mol% 0,360 0,360 Normal-Pentane mol% 0,395 0,395 Hexane Plus mol% 0,340 0,340 Normal-Hexane mol% 0,340 0,173 Normal-Heptane mol% 0 0,114 Normal-Octane mol% 0 0,043 Normal-Nonane mol% 0 0,008 Normal-Decane mol% 0 0,001 MolWeight kg/kmol 22,509 22,541 Pressure bar 161,8 161,8 Temperature C GCV MJ/kg 51,826 51,819-0,014

19 C6+ Effekter Calculated vaues based on split minus notsplit (%) Effekt på energy flow ved splitt av C6 som i tabell Difference betwen calculated values with and without split of C6 + for various p at 45 and 10 C 0,15 % 0,10 % Energy flow, measured density (%) 0,05 % 0,00 % -0,05 % -0,10 % -0,15 % Pressure

20 Pressure (bar) C6+ Effekter Fasekonvolutt beregnet fra analyse og matematisk modell Pure C6 C6: 0,24 C7: 0 C8: 0 C9: 0 C10: 0 C6+: 0, Phase envelope Natural Gas Pure C6 C6 split C6 split C6: 0,120 C7: 0,060 C8: 0,036 C9: 0,018 C10: 0,006 C6+:0,24 CriT: 12 C CriB: 97 bar 25 0 CriT: 33 C CriB: 105 bar Temperature ( C) Cricondenterm Pure C6 Cricondenterm C6 split Splitt av C6+ viktig for fasekonvolutt og HCDP!

21 Liquid fraction (vol%) C6+ Effekter Væskeutfelling beregnet fra analyse og matematisk modell (modell stemmer ganske godt sjekk på K-Lab) Pure C6 C6: 0,24 C7: 0 C8: 0 C9: 0 C10: 0 C6+: 0, Natural gas liquid fraction at 60 barg Pure C6 C6 split C6 split C6: 0,120 C7: 0,060 C8: 0,036 C9: 0,018 C10: 0,006 C6+:0,24 LF ved 15 C : 0,2 % LF ved 0 C : 0,5 % 2 1 LF ved 15 C : 0,2 % LF ved 0 C : 0,7 % Temperature ( C) Splitt av C6+ viktig for potential liquid!

22 C6+ Beregning av duggpunkt langs samplingslinje Eksempel på overvåking av samplingsystem

23 Sample temperature ( C) C6+ Beregning av duggpunkt langs samplingslinje Duggpunktstemperatur og temperaturer i samplingsystemet Temperature and pressure develepmont along sampling line Temperatur for nær duggpunkt, kan gi væskeutfelling HCDP Along sample line length (mm) Her kunne det settes til mer varme for å holde temperaturen tilstrekkelig over HCDP

24 Sample temperature ( C) C6+ Beregning av duggpunkt langs samplingslinje Duggpunktstemperatur og temperaturer i samplingsystemet Temperature and pressure develepmont along sampling line Varmetilførsel Analyzer tube Dew Point Temp Along sample line length (mm)

25 C6+ Størst effekt på bergning av fasekonvolutt og duggpunkt Effekten på densitetsberegning avhengig av trykk og temperatur. Splitt av C6+ kan gi uventede effekter på densitet. Analyse av C6+ med TCD vil normalt gi underestimerte verdier.