Физические свойства природного и нефтяного газов.

 

Состав газа и его использование для нахождения физических характеристик.

 

Результатом исследования пластовых проб газа и нефти является в первую очередь их компонентный количественный состав, зная который можно рассчитать практически все физико-химические свойства нефти и газа, используемые в расчетах

Количество вещества п характеризует число структурных элементов, содержащихся в данной системе (атомы, молекулы и другие частицы).

Единица количества вещества в СИ: [п] = моль.

1 моль - такое количество вещества, в котором содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в 12 г изогона углерода-12.

Согласно закону Авогадро, 1 кмоль любого газа занимает при нормальных условиях объем 22, 4 m^j, называемый нормальным молярным объемом Соответственно стандартный молярный объем равен 24, 05 м³.

Компонентный состав нефтяного газа может быть выражен в молярных, массовых долях или в процентах. Молярная доля компонента в смеси газов при нормальных условиях практически совпадает с объемной этого компонента.

Объемный молярный состав газа можно пересчитать в массовый / 20 /:

 

 

где

G_j - массовая доля (доля единицы или проценты) компонента в смеси;

у, - объемная (молярная) доля компонента в смеси;

М-, - молекулярная масса /-го компонента;

к - число компонентов.

 

При этом, если объемный (молярный) состав задан в процентах, то егс принимают за 100 моль. Тогда доля каждого компонента в процентах будег выражать млело его молей. И наоборот, если состав задан в массовых долях или процентах, его пересчитывают я объемные (молярные) аолм или проценты.то уравнению:

где N =G₁/M₁ - число молен i-ro компонента в смеси

Если массовый состав смеси выражен в процентах, то его принимают? а 100 кг и для определения числа молей каждого компонента необходимо массу (численно равную процентному содержанию в смеси) разделить на его молекулярную массу. Часто при расчетах необходимо знать кредиток; молекулярную массу и плотность и относительную плотность (по воздуху) попутного газа

Средняя молекулярная масса газа по данным его объемного (молярного) состава:

 

если объемная доля у, задана в процентах,

 

если объемная доля >, задана в долях единицы. Средняя молекулярная масса газа по данным его массового состава

 

 

если массовая доля G, задана в процентах.

если массовая доля G, задана в долях единицы.

Средняя плотность газа по вычисленной средней молекулярной массе при нормальных условиях

пристандартных условиях

 

 

Относительная плотность газа по воздуху

 

 

где

1, 293 - плотность воздуха при нормальных условиях, кг/м¹;

1, 205 - то же, при стандартных условиях, кг/м³.

В табл. 13.1 /16 / приведены некоторые физические параметры компонентов природных газов, часто используемые при технических расчетах.

Таблица 13.1

Физико-химические свойства компонентов природных газов

Параметр
Молекутярпая масса	16, 043	30, 070	44, 097	58, 124	58, 124	72, 151	72, 151	88, 178	44, 011	34, 082	28, 016	18, 016
Газовая постоянкю, Д*/(кг-{С!		288.8	217, 7	188, 4	188, 4	159, 1	159, 1	13S.0	192.6
Температура кипения при нормальном давлении °С	-163	-88, 6	-42, 2	-10, 1	-05	+28, 0	+36, 2	+69, 0	-78, 5	-61, 0	-195, 8	+100, 0
Критические
температура, К	190, 7		369, 8			461.0		508, 0		373, 6		647, 1
абсолютное давление, МПа	4.7	4$		3, 7	3, 8		3, 4	3, 1	7, 4	9, 0	3, 4	22, 1
коэффициент сжимаемости	0, 290	0, 285	0, 277	0, 283	0, 274	0, 268	0, 269	0, 264	0, 274	0, 268	0, 291	0, 230
плотность, кг/м3	2, 0	210, 0	225, 3	232, 5	225, 8	—	232, 0	—	468, 0	—	310, 6	—
Плотность при нормальных условиях, кг/м1	0, 717		1, 967	2, 598	2, 398	3, 220	3, 220	3, 880	1, 977	1, 539	1, 251	0, 805
Относительна плотность по воздуху	0, 5545	1, 038	1J23	2, 007	2, 007	2, 488	2, 488	2, 972	1, 520	1, 191	0, 970	0, 622
Динамическая вязкость при нормальных условиях, мПа-с	0, 0103	0, 0083	0, 0075	0, 0069	0, 0069	0, 0062	0, 0062	0, 0059	0, 0138	0, 0117	0, 0166	0, 0128
Удельная теплоемкость при нормальных условиях, Дк/(кгК):
при постоянном давлении Ср	2219, 0	1729, 1	1574, 2	1494, 7	1494, 7	1452, 8	1452, 8	1410, 0	845, 7	1063, 4	1042, 3	2009, 7
при постоянном объеме с,.	1695, 7	1440, 3	1356, 3	1305, 3	1305, 3	1293, 7	1293, 7	1272.0	653, 1	803, 9	745, 2	1507, 2
Отношение теплоемкости при 273 К с^/с,.	1, 309	1, 200	1, 160	1, 144	1, 144	1, 123	1, 123	1, 108	1, 295	1, 323	1, 399	1, 3ЗЗ
Теплоемкость при 273 К, Вт/(м·К)	0, 0300	0, 0180	0, 0148	0, 0135	0, 0135	0, 0128	0, 0028	—			0, 0238	—

 

 

Задача 13.1 Пересчитать объемный состав нефтяного газа, выделенного при однократном разгазировании в условиях t = 20 " С и р_а = 0, 1013 МПа, в массовый и определить его характеристики. Результаты пересчета приведены в табл. 13.2.

 

Таблииа 13.2

Состав и характеристика попутного газа

 

 

 

Компонентный состав	Объёмное содержание yi %	Молекулярная масса М„ кг/кмоль	Масса компонента yi ·Мi кг	Массовый состав G1
доля единицы	%
CH4	35.5		569.5	0.176	17.6
C2H6	23.9	30 070	718.7	0.222	22.2
C3H8	19.4	44.097	855.5	0.264	26.4
i-C4H10	2.5	58.124	145.3	0.045	4.5
n-C4 H10	6.7	58.124	389.4	0.120	12.0
i-C5H12	1.8	72.151	179, 9	0, 040	4.0
n-C5H12	1.7	72.151	122.7	0.038	3.8
C6H14+выcше	1.1	88.178	96.9	0.029	2.9
CO2	0.5	44.011	22.0	0.007	0.7
N2	6.9	28.016	193.3	0.059	5.9
Итого	100.0	—	3243.2	1.00	100.0

Решение. Средняя молекулярная масса газа

Плотность газа:

при нормальных условиях

 

 

при стандартных условиях

 

 

Относительная плотность raja по воздуху

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: