Плотность углеводородного конденсата

Если дан массовый или молярный состав газа, то содержание в нем тяжелых углеводородов (пропановой фракции, бутановой фракции и газового бензина) определяется по формуле: А= 10 g r_см =10уr,

где g –массовое содержание данного тяжелого углеводорода в газе, %; r_см – средняя плотность природного газа (смеси газов), кг/м³; у – молярное содержание данного тяжелого компонента в газе; r - плотность данного тяжелого компонента, кг/м³. Считают, что в газовый бензин целиком переходит пентан плюс вышекипящие и часть нормального бутана.

Средняя плотность жидкой смеси определяется по формуле:

,

где g- массовое содержание компонентов жидкой смеси, %; М – молекулярные массы компонентов; r - плотности компонентов жидкой смеси, кг/м³.

Вязкость природного газа

Коэффициент динамической вязкости природных газов при атмосферном давлении и различных температурах можно рассчитать по формуле:

m₀=m_Рат,t=0,0101t^1/8-1,07×10^-3М_см^1/2

где t-температура в °С,

или m₀=0,0101t^1/8-5,76×10^-3r_см^1/2

В интервалах 12 М_см 100 и 10 t 204°С погрешность расчета по формулам (2.7) и (2.8) не превышает 5 %.

По номограмме С. Г. Ибрагимова порядок определения вязкости следующий:

_см®Р_кр®Р_пр® _см ®r_пр®m.

При наличии в природном газе >5% азота учитывают его вязкость

m_см=y_am_a+(1-у_a)m_y,

где m_a, m_y–коэффициенты динамической вязкости азота и углеводородной части смеси газов; y_a–молярная доля азота в смеси.

Уравнения состояния реальных газов

Обобщенный закон Клайперона – Менделеева – уравнение состояния идеальных газов.

PV = mRT,

где Р- абсолютное давление6 давление, Па; V – объем, м³; m –масса газа, кг; Т – абсолютная температура, К; R – универсальная газовая постоянная, Дж/ кг ×К , ( 8314,3 Дж/моль×К).

Для идеального газа отношение PV/ mRT =z =1, или для единицы массы PV=zRT, где z – коэффициент сверхсжимаемости реального газа, характеризующий отклонение газа от идеального, т.е. чем больше отклонение от идеального газа, тем больше z отлично от 1.

Прогресс науки и техники потребовал разработки более точного уравнения состояния природных газов, способного правильно описывать изменение их свойств при давлениях до 100 МПа и температурах до 573 К в процессах добычи газа и при давлениях до 20 МПа и низких температурах (до 93 К) в процессах переработки природных газов.

В решении этой проблемы выяви­лись два направления:

- добавление в уравнение состояния идеального газа большего числа констант.

- введение поправочного коэффициента z, учитывающего отклонение реального газа от идеального, в уравнении состояния идеального газа (коэффициента сверхсжимаемости).

Уравнение Ван-дер-Ваальса

В 1879г. голландский физик Ван-дер-Ваальс предложил учесть силы взаимодействия и объем молекул следующим образом:

,

где - константа сцепления молекул, Па; v =V/ m - удельный объем газа, м³/ кг; b - поправка на собственный объем молекул (при шарообразных молекулах это учетверенный объем молекул, выражает внутреннее давление (равнодействующая сил притяжения всех молекул объема V). ; .

Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса довольно точно описывает из­менение свойств реальных газов при давлениях до 10 МПа и тем­пературах от 283 до 293 К.