Методика расчета свойств газа по его компонентному составу





Результатом исследования пластовых проб газа и нефти является в первую очередь их компонентный состав (т.е. количественный состав), зная который можно рассчитать практически все физико-химические свойства нефти и газа, используемые в расчетах по технологии добычи.

Количества вещества n - характеризует число структурных элементов в данном веществе (атомов, молекул, других частиц). Единицей количества вещества в системе СИ является 1 моль. 1 моль - это такое количество вещества, в котором содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в 12 г изотопа углерода-12. Согласно закону Авогадро, 1 кмоль любого газа занимает при нормальных условиях объем 22,414 м3, называемый нормальным молекулярным объемом. Соответственно стандартный молекулярный объем равен 24,05 м3.

Компонентный состав нефтяного газа может быть выражен в молекулярных, массовых долях и процентах. Молекулярная доля компонента в смеси газов при нормальных условиях практически точно совпадает с объемной долей этого компонента. Если задан объемный состав газа (смеси), то его можно пересчитать в массовый состав по формуле:

(1)

где Gi - массовая доля (доли единицы или проценты) компонента i в смеси; yi - объемная (молекулярная) доля компонента в смеси; Мi - молекулярная масса i-ого компонента; k - число компонентов.

При этом, если объемный состав задан в процентах, то его можно принять за 100 молей. Тогда доля каждого компонента в процентах будет выражать число его молей.

Если состав задан в массовых долях или массовых процентах, то его можно пересчитать в объемные доли или проценты по уравнению:

(2)

где Ni = Gi / Mi - число молей i - го компонента в смеси.

Если массовый состав смеси выражен в процентах, то его удобно принять за 100 кг и для определения числа молей каждого компонента необходимо его массу (численно равную процентному содержанию в смеси) разделить на его молекулярную массу. Часто при расчетах необходимо знать среднюю молекулярную массу, а также плотность (и относительную по воздуху) плотность попутного и нефтяного газа. Средняя молекулярная масса газа по данным его объемного (молекулярного) состава равна:

(3)

если объемная доля yi задана в процентах,

(4)

если объемная доля yi задана в долях единицы.

Средняя молекулярная масса газа по данным его массового состава рассчитывается по формулам:

, (5)

если массовая доля Gi задана в процентах,

, (6)

если массовая доля Gi задана в долях единицы.

Средняя плотность газа по вычисленной средней молекулярной массе при нормальных условиях равна:

; (7)

при стандартных условиях соответственно

. (8)

Относительная плотность газа по воздуху определяется как

, (9)

где 1,293 кг/м3 - плотность воздуха при нормальных условиях; 1,205 кг/м3 - плотность воздуха при стандартных условиях.

В таблице 1 приведены некоторые физические параметры компонентов природных газов, часто используемые при технических расчетах.

Таблица 1 Физико-химические свойства компонентов природных газов

Параметры СН4 С2Н6 С3Н8 i-С4Н10 n-С4Н10 i-С3Н12
Молекулярная масса 16,043 30,070 44,097 58,124 58,124 72,151
Газовая постоянная, Дж/(кг·К) 523,3 288,8 217,7 188,4 188,4 159,1
Температура кипения при нормальном давлении, °С - 161,3 - 88,6 - 42,2 - 10,1 - 0,5 +28,0
Критические:            
температура, °К 190,7 306,2 369,8 407,2 425,2 461,0
абсолютное давление, МПа 4,7 4,9 4,3 3,7 3,8 3,3
коэффициент сжимаемости 0,290 0,285 0,277 0,283 0,274 0,268
плотность, кг/м3 2,0 210,0 225,5 232,5 225,8 -
Плотность при нормальных условиях, кг/м3 0,717 1,344 1,967 2,598 2,598 3,220
Относительная плотность по воздуху 0,5545 1,038 1,523 2,007 2,007 2,488
Динамическая вязкость при нормальных условиях, мПа·с 0,0103 0,0083 0,0075 0,0069 0,0069 0,0062
Удельная теплоемкость при нормальных условиях, Дж/(кг·К):            
при постоянном давлении Ср 2219,0 1729,1 1574,2 1494,7 1494,7 1452,8
при постоянном объеме Сv   1695,7 1440,3 1356,5 1306,3 1306,3 1293,7

Продолжение таблицы 1

Отношение теплоемкостей при 273 °К Ср/Сv 1,309 1,200 1,160 1,144 1,144 1,123
Теплопроводность при 273 ºК, Вт/(м·К) 0,0300 0,0180 0,0148 0,0135 0,0135 0,0128
Параметры n-С5Н12 С6Н14 СО2 Н2S N2 Н2О
Молекулярная масса 72,151 88,178 44,011 34,082 28,016 18,016
Газовая постоянная, Дж/(кг·К) 159,1 138,0 192,6 259,5 297,3 502,5
Температура кипения при нормальном давлении, °С + 36,2 + 69,0 - 78,5 - 61,0 - 195,8 + 100,0
Критические:            
температура, °К 470,4 508,0 304,2 373,6 126,2 647,1
абсолютное давление, МПа 3,4 3,1 7,4 9,0 3,4 22,1
коэффициент сжимаемости 0,269 0,264 0,274 0,268 0,291 0,230
плотность, кг/м3 232,0 - 468,0 - 310,6 -
Плотность при нормальных условиях, кг/м3 3,220 3,880 1,977 1,539 1,251 0,805
Относительная плотность по воздуху 2,488 2,972 1,520 1,191 0,970 0,622
Динамическая вязкость при нормальных условиях, мПа·с 0,0062 0,0059 0,0138 0,0117 0,0166 0,0128
Удельная теплоемкость при нормальных условиях, Дж/(кг·К):            
при постоянном давлении Ср 1452,8 1410,0 845,7 1063,4 1042,5 2009,7
при постоянном объеме Сv 1293,7 1272,0 653,1 803,9 745,2 1507,2
Отношение теплоемкостей при 273 °К Ср/Сv 1,123 1,108 1,295 1,323 1,399 1,333
Теплопроводность при 273 ºК, Вт/(м·К) 0,0128 - 0,0137 0,0119 0,0238 -

 





Читайте также:
Своеобразие романтизма К. Н. Батюшкова: Его творчество очень противоречиво и сложно. До сих пор...
Общие формулы органических соединений основных классов: Алгоритм составления формул изомеров алканов...
Особенности этнокультурного развития народов Пензенского края: Пензенский край – типичный российский регион, где проживает ...
Что такое филология и зачем ею занимаются?: Слово «филология» состоит из двух греческих корней...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.011 с.